金屬連鑄結(jié)晶器窄面銅板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種金屬連鑄結(jié)晶器窄面銅 板。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界冶金技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代連鑄技術(shù)不斷進(jìn)步，可澆鑄鋼種不斷擴(kuò)大，一些高 合金、高品質(zhì)、高裂紋敏感性鋼種已經(jīng)不斷在大型鋼鐵企業(yè)連鑄生產(chǎn)流程中得以生產(chǎn)；這其 中主要的技術(shù)進(jìn)步之一是大斷面鑄坯連鑄技術(shù)的發(fā)展；大斷面鑄坯連鑄技術(shù)的發(fā)展，鋼材 的壓縮比增加，鋼材的產(chǎn)品質(zhì)量提高；但鑄坯斷面的增大帶來(lái)的不利影響就是：在連鑄過(guò) 程中由于鑄坯體積較大，在凝固的過(guò)程中其由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，需要釋放大量的熱來(lái)保證 固化的效果，若銅板導(dǎo)熱效果不佳則極易導(dǎo)致散熱不通暢，固化效果不佳的現(xiàn)象，在牽引輥 牽引時(shí)若固化外皮過(guò)薄則極易導(dǎo)致受壓變形，輕則影響鋼坯質(zhì)量重則可能由于受壓造成鋼 坯鋼皮破裂導(dǎo)致鋼水泄漏的嚴(yán)重生產(chǎn)事故。
[0003] 中國(guó)實(shí)用新型專利ZL02214026.3 (公告號(hào)CN2547438Y，名稱"板坯連鑄結(jié)晶器 窄邊銅板"）提供了一種帶側(cè)面倒角的結(jié)晶器窄面銅板，其倒角尺寸為6~10mm，角度為 45度。該專利并未有指出側(cè)面倒角的冷卻方式，不利于一個(gè)水平面上產(chǎn)品冷卻的一致性。 CN201744629Y的專利，公開(kāi)了一種連鑄用組合結(jié)晶器的窄面銅板，其雖然設(shè)置較為全面的 冷卻槽，但是冷卻面較小勢(shì)必會(huì)影響冷卻的效果，造成導(dǎo)熱不良的現(xiàn)象發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，公開(kāi)一種中部設(shè)置液冷面的倒角窄板。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案： 一種金屬連鑄結(jié)晶器窄面銅板，包括一個(gè)背面通過(guò)連接件與背板相連接的工作銅板， 所述連接件設(shè)置在所述工作銅板的背面的填充件上，所述連接件通過(guò)其上設(shè)置的凸起與所 述背板之間構(gòu)成冷卻劑間隙。
[0006] 進(jìn)一步的，所述工作銅板的背面設(shè)置連接件處設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置與其形 狀相匹配的填充件。
[0007] 進(jìn)一步的，所述凹槽為燕尾槽或T型槽。
[0008] 進(jìn)一步的，所述連接件為螺栓，所述螺栓下部與所述填充件設(shè)計(jì)為一體。
[0009] 進(jìn)一步的，所述凸起為套設(shè)在所述連接件上的套筒。
[0010] 進(jìn)一步的，所述凸起與螺栓設(shè)計(jì)為一體。
[0011] 進(jìn)一步的，所述填充件為硬質(zhì)件。
[0012] 進(jìn)一步的，所述螺栓外壁設(shè)置鍍鉻層。
[0013] 進(jìn)一步的，所述硬質(zhì)件為鋼制件。
[0014] 進(jìn)一步的，所述填充件上部與工作銅板的背面平齊。
[0015] 本發(fā)明在工作銅板背面設(shè)置凹槽，并在凹槽內(nèi)設(shè)置填充件的形式，增大了銅板與 填充件的接觸面積并提高支撐力，將凹槽設(shè)計(jì)為燕尾槽或T型槽，以此來(lái)增強(qiáng)穩(wěn)定性，降低 填充件從工作銅板背面脫落的風(fēng)險(xiǎn)；在填充件上設(shè)置螺栓，并將螺栓與填充件設(shè)計(jì)為一體， 能夠增大連接的強(qiáng)度，減少螺栓的設(shè)置數(shù)量。
[0016] 在螺栓中部設(shè)置凸起能夠支撐背板，使得背板與工作銅板背面產(chǎn)生冷卻劑間隙， 而凸起即可與螺栓設(shè)計(jì)為一體的固定形式，來(lái)保證支撐力，同時(shí)僅僅在螺栓與背板的接觸 面處設(shè)置凸起，減少了冷卻劑中的阻力塊的形狀，進(jìn)而減小了冷卻劑在冷卻間隙內(nèi)的阻力； 為了保證冷卻的質(zhì)量在背板與工作銅板的邊側(cè)設(shè)置密封壁，從而保證在工作銅板與背板裝 配后其不會(huì)由于水壓過(guò)大導(dǎo)致從兩側(cè)泄露冷卻劑的現(xiàn)象。
[0017] 采用的凸起也可設(shè)計(jì)為孔徑大于螺栓直徑的圓筒，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要采用中部或下 部或上部或整體鏤空的圓筒，使得在銅板使用廢棄后可以將圓筒取下重復(fù)利用，也可設(shè)計(jì) 為螺母的形式，由于螺紋的下端至填充件的距離相同，使得螺母的形式得以實(shí)現(xiàn)。
[0018] 采用的工作銅板與填充件均經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力處理，能夠減少由于工作銅板受熱造成的 工作銅板內(nèi)應(yīng)力聚集的現(xiàn)象，延長(zhǎng)了工作銅板的使用壽命，避免了由于內(nèi)應(yīng)力聚集造成填 充件與工作銅板產(chǎn)生間隙或翹板的現(xiàn)象，采用的填充件與工作銅板背面相平齊，減少了冷 卻劑的流動(dòng)阻力。
[0019] 本發(fā)明采用在工作銅板背面設(shè)置凹槽，并在其中設(shè)置上部帶有螺栓填充件的結(jié)構(gòu) 形式，增強(qiáng)工作銅板與背板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，減少連接件的數(shù)量，從而減少冷卻劑在其中的阻 力；通過(guò)對(duì)工作銅板的預(yù)應(yīng)力處理，延長(zhǎng)了使用壽命；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，值得推 廣與應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的連接件處的第一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的連接件處的第二種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的連接件處的第三種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的燕尾型的凹槽結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明的T型槽的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明裝配孔處的局部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明圓筒的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)越性，對(duì)本發(fā)明的性能進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的測(cè)試： 第一組：采用相同的結(jié)晶器銅板分別采用常規(guī)的螺栓連接和本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式，分別 測(cè)試鋼坯的裂紋情況和使用壽命，獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
注：本組實(shí)驗(yàn)測(cè)試為生產(chǎn)200*240毫米不銹鋼板、900*20鋼板獲得的數(shù)據(jù)，連續(xù)對(duì)200套設(shè)備進(jìn)行測(cè)試獲得的平均范圍值。
[0022] 由上表可以看出雖然采用相同結(jié)晶器銅板均應(yīng)用在生產(chǎn)200*240的不銹鋼板和 900*20鋼板的連鑄結(jié)晶器中，經(jīng)過(guò)200套設(shè)備連續(xù)不斷的生產(chǎn)獲得平均數(shù)值可以看出，本 發(fā)明不僅減少了裂紋率而且使用壽命大大提升，由此可以看出本發(fā)明具備良好的導(dǎo)熱性 能。
[0023] 第二組：采用本發(fā)明的連接方式、常規(guī)工作銅板背面設(shè)置凸臺(tái)螺栓連接和平面螺 栓連接，分別測(cè)試單位面積（1平方米)工作銅板獲得相同強(qiáng)度所用的螺栓數(shù)量和使用壽命， 獲得的數(shù)據(jù)如下：
注：本組實(shí)驗(yàn)測(cè)試200次，實(shí)驗(yàn)采用1. 8米長(zhǎng)的銅板凸臺(tái)面積為4~8平方厘米，采用 的螺栓為M16/M12的細(xì)牙鋼制螺栓獲得的平均數(shù)據(jù)。
[0024] 由上表可以看出盡管均采用相同性能的螺栓，但是要想獲得相同的連接強(qiáng)度，本 發(fā)明僅需50~70個(gè)螺栓即可實(shí)現(xiàn)，而凸臺(tái)螺栓連接與平面螺栓連接，其由于需要設(shè)置螺栓 數(shù)量多則導(dǎo)致工作銅板背面的導(dǎo)熱面減少，然而數(shù)量眾多的螺栓并沒(méi)有延長(zhǎng)使用壽命，而 本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而且導(dǎo)熱面增大，使得使用壽命大大增加。
[0025] 第三組：本發(fā)明采用分別施加預(yù)應(yīng)力然后裝配再次施加預(yù)應(yīng)力的方式、常規(guī)銅板 預(yù)應(yīng)力和裝配后預(yù)應(yīng)力的方式，分別測(cè)試其相對(duì)與常規(guī)銅板提高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命。
[0026] 注：本組實(shí)驗(yàn)測(cè)試200次，實(shí)驗(yàn)采用2. 8米長(zhǎng)的銅板對(duì)其進(jìn)行最佳預(yù)應(yīng)力處理，測(cè) 試其彎拉強(qiáng)度與使用壽命。
[0027] 由上表可以看出，同樣是采用預(yù)應(yīng)力的方式，普通銅板預(yù)應(yīng)力其提高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 僅有50~60Mpa，使用壽命較常規(guī)的銅板提高了 2萬(wàn)噸左右；同樣的材料與結(jié)構(gòu)，但是采用 的預(yù)應(yīng)力方式不同時(shí)，而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)卻大不相同，如果將填充件與工作銅板裝配完畢后進(jìn) 行預(yù)應(yīng)力處理，則結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高了 80~100兆帕，使用壽命為10~12萬(wàn)噸，提高幅度不是 很大，然后對(duì)填充件與工作銅板分別施加預(yù)應(yīng)力然后進(jìn)行裝配后再次施加預(yù)應(yīng)力的方式卻 使得結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與使用壽命有了很大的提升，使得彎拉強(qiáng)度提高了 150~160Mpa，使用壽命 達(dá)到13~15萬(wàn)噸，究其原因發(fā)現(xiàn)兩者施加預(yù)應(yīng)力在裝配后再施加預(yù)應(yīng)力的方式，其能夠在 裝配后施加預(yù)應(yīng)力的方式將兩者預(yù)應(yīng)力而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力抵消，相互協(xié)同的作用下從而不僅 提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也增加了使用壽命。
[0028] 以下結(jié)合附圖1~8具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)越性： 實(shí)施例一： 一種金屬連鑄結(jié)晶器窄面銅板，包括一個(gè)背面通過(guò)連接件3與背板2相連接的工作銅 板1，所述連接件3設(shè)置在所述工作銅板1的背面的填充件4上，所述連接件3通過(guò)其上設(shè) 置的凸起6與所述背板2之間構(gòu)成冷卻劑間隙5。
[0029] 進(jìn)一步的，所述工作銅板1的背面設(shè)置連接件3處設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置與其 形狀相匹配的填充件4。
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