專利名稱：連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種連鑄用高效結(jié)晶器。
傳統(tǒng)連鑄結(jié)晶器的設(shè)計，主要采用單一線性錐度、多段線性錐度或拋物線錐度，且整個橫斷面上，各處的錐度都相同結(jié)，錐度的大小主要根據(jù)鑄坯的收縮來確定。對于單一線性錐度結(jié)晶器，如果錐度過大，則結(jié)晶器內(nèi)摩擦阻力增加，造成結(jié)晶器磨損加劇，漏鋼率上升。而錐度過小，不足以補(bǔ)償鑄坯的收縮，且冷卻強(qiáng)度小，不利于提高拉速。對于多段線性錐度或拋物線錐度的結(jié)晶器，雖然錐度的變化反應(yīng)了鑄坯凝固收縮規(guī)律的趨勢，冷卻強(qiáng)度高于傳統(tǒng)的單一線性錐度的結(jié)晶器，在一定程度上也有利于提高鑄坯的拉速，由于其角部區(qū)域的錐度與面部區(qū)域的錐度相同，而鑄坯角部與面部的傳熱條件是不同的，所以這類結(jié)晶器也較難保證鑄坯在更高的拉速條件下，坯殼既快速增厚，又均勻地生長。另外這種錐度的結(jié)晶器形狀由于磨損的原因也不利于提高結(jié)晶器的使用壽命。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種高效連鑄結(jié)晶器，具有冷卻強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)，鑄坯在高拉速下，既能快速增厚，又能均勻地生長，同時結(jié)晶器的內(nèi)曲面形狀保證它具有更好的耐磨性，有利于提高結(jié)晶器的使用壽命。
本實(shí)用新型連鑄結(jié)晶器的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的連鑄結(jié)晶器內(nèi)表面分上、下兩部分，結(jié)晶器上、下部面部中心單側(cè)的絕對錐度值Y(X)按方程組(A)設(shè)計；在結(jié)晶器上部，結(jié)晶器角部的錐度大于或等于結(jié)晶器面部中心的錐度；在結(jié)晶器下部，結(jié)晶器角部的錐度小于結(jié)晶器面部中心的錐度或消失。
其中X距結(jié)晶器上口的距離(mm)Y(x):x處結(jié)晶器中心部位單側(cè)的絕對錐度值(mm)δ2(x):x處單側(cè)鑄壞凝固收縮產(chǎn)生的間隙(mm)δ3(x):x處在外力作用下便單側(cè)凝固坯殼產(chǎn)生的變形量(mm)
δm(x,T):x處的凝固坯殼在溫度T(在設(shè)計拉速下，坯殼厚度三分之二處的溫度)下所能承受的最大變形量(mm)本實(shí)用新型連鑄結(jié)晶器面部中心單側(cè)的絕對錐度按方程組(A)用拋物線曲線擬合或用多段線性曲線擬合。
本實(shí)用新型連鑄結(jié)晶器上、下部面部中心單側(cè)的絕對錐度值Y(A)的設(shè)計考慮了結(jié)晶器膨脹產(chǎn)生的間隙δ1(x)。
本實(shí)用新型連鑄結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度大于現(xiàn)有的連鑄結(jié)晶器，鑄坯在高拉速下，出口坯殼厚度均勻，結(jié)晶器的內(nèi)表面形狀與鑄坯有更好的接觸性和耐磨性，有利于提高結(jié)晶器的使用壽命。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明


圖1是連鑄結(jié)晶器側(cè)視剖面圖；圖2是連鑄結(jié)晶器正視剖面圖；圖3是連鑄結(jié)晶器A斷面俯視剖面圖；圖4是連鑄結(jié)晶器B斷面俯視剖面圖；圖5是連鑄結(jié)晶器C斷面俯視剖面圖；圖6是連鑄結(jié)晶器L斷面俯視剖面圖。
本實(shí)用新型高效連鑄結(jié)晶器內(nèi)表面分上部1(指Lx段)、下部3兩部分，結(jié)晶器上部面部6中心單側(cè)的絕對錐度值Y(x)按方程組(A)設(shè)計，方程組(A)如下
其中X距結(jié)晶器上口的距離(mm)Y(x):x處結(jié)晶器中心部位單側(cè)的絕對錐度值(mm)δ2(x):x處單側(cè)鑄坯凝固收縮產(chǎn)生的間隙(mm)δ3(x):x處在外力作用下使單側(cè)凝固坯殼產(chǎn)生的變形量(mm)δm(x,T):x處的凝固坯殼在溫度T(在設(shè)計拉速下，坯殼厚度三分之二處的溫度)下所能承受的最大變形量(mm)既考慮鑄坯收縮產(chǎn)生的間隙δ2(x)，同時為了進(jìn)一步提高冷卻強(qiáng)度，確保凝固坯殼的均勻性，還考慮使結(jié)晶器面部區(qū)域的凝固坯殼產(chǎn)生一定的變形量δ3(x)。由于鑄坯角部2與面部6的傳熱條件不同，在結(jié)晶器上部，結(jié)晶器角部2區(qū)域的錐度大于或等于結(jié)晶器面部6中心的錐度，角部2與中心6之間的錐度設(shè)計可采用直線或其它方式連接，如圖3、圖4所示。角部錐度大于中心錐度是為了讓角部坯殼優(yōu)先生長，彌補(bǔ)在結(jié)晶器下部，由于角部坯殼的收縮導(dǎo)致的緩慢生長，從而確保出口坯殼厚度的均勻。結(jié)晶器下部面部5中心單側(cè)的絕對錐度值仍按方程組(A)設(shè)計，為減少鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的摩擦阻力，結(jié)晶器角部4的錐度消失或只微量的增加，微量的增加可滿足結(jié)晶器銅管在加工過程中的脫模需要。在結(jié)晶器下部3的角部4與中心5之間的錐度設(shè)計可采用圓弧、拋物線或多段線性曲線等其它方式連接，如圖5、圖6所示。
在實(shí)際操作中，由于結(jié)晶器銅管(或銅板)受熱膨脹，本實(shí)用新型高效連鑄結(jié)晶器錐度的設(shè)計還可以考慮結(jié)晶器銅管(或銅板)受熱膨脹產(chǎn)生的間隙δ1(x)，同時又考慮鑄坯凝固收縮產(chǎn)生的間隙δ2(x)及外力作用下使單側(cè)凝固坯殼產(chǎn)生的變形量δ3(x)，結(jié)晶器上、下部面部中心單側(cè)的絕對錐度按方程組(B)設(shè)計。方程組(B)如下
其中X距結(jié)晶器上口的距離(mm)Y(x):x處結(jié)晶器中心部位單側(cè)的絕對錐度值(mm)δ1(x):x處結(jié)晶器銅管單側(cè)受熱膨脹產(chǎn)生的間隙(mm)δ2(x):x處單側(cè)鑄坯凝固收縮產(chǎn)生的間隙(mm)δ3(x):x處在外力作用下使單側(cè)凝固坯殼產(chǎn)生的變形量(mm)δm(x,T):x處的凝固坯殼在溫度T(在設(shè)計拉速下，坯殼厚度三分之二處的溫度)下所能承受的最大變形量(mm)對于普通的連鑄鋼種，δ1(x)、δ2(x)、δ3(x)以及結(jié)晶器長度L和結(jié)晶器上部的長度Lx的取值范圍為0≤δ1(x)≤0.70≤δ2(x)≤1.20≤δ3(x)≤1.7L=600～1100mmLx=200～700mm Lx/L=0.18～0.7在首鋼第二煉鋼廠5#鑄機(jī)使用的高效連鑄結(jié)晶器的具體參數(shù)如下結(jié)晶器長度L=800mm,Lx=370mm，鑄坯的斷面尺寸為140×140mm，鑄坯的設(shè)計拉速為2.8～3.5m/min，結(jié)晶器中心部位單側(cè)的絕對錐度值(Y(x)=δ1(x)+δ2(x)+δ3(x))的取值范圍為0≤Y(x)≤2.0，在實(shí)際生產(chǎn)中，140mm的小方坯鑄機(jī)的平均拉速達(dá)到3.0m/min左右，提高40％以上。
結(jié)晶器錐度按方程組(A)設(shè)計，可確保本實(shí)用新型高效連鑄結(jié)晶器的冷卻強(qiáng)度大于傳統(tǒng)的結(jié)晶器；結(jié)晶器角部區(qū)域的錐度設(shè)計可保證鑄坯在高拉速下，出口坯殼厚度的均勻性。本實(shí)用新型高效連鑄結(jié)晶器的形狀與鑄坯有更好的接觸性和耐磨性，有利于提高結(jié)晶器的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種連鑄用結(jié)晶器，由銅管或四塊銅板構(gòu)成，其特征在于結(jié)晶器內(nèi)表面分上(1)、下(3)兩部分，結(jié)晶器上、下部面部中心單側(cè)的絕對錐度值Y(x)按方程組(A)設(shè)計；在結(jié)晶器上部(1)，結(jié)晶器角部(2)的錐度大于或等于結(jié)晶器面部(6)中心的錐度；在結(jié)晶器下部(3)，結(jié)晶器角部(4)的錐度小于結(jié)晶器面部(5)中心的錐度或消失。
其中X距結(jié)晶器上口的距離(mm)Y(x):x處結(jié)晶器中心部位單側(cè)的絕對錐度值(mm)δ2(x):x處單側(cè)鑄坯凝固收縮產(chǎn)生的間隙(mm)δ3(x):x處在外力作用下使單側(cè)凝固坯殼產(chǎn)生的變形量(mm)δm(x,T):x處的凝固坯殼在溫度T(在設(shè)計拉速下，坯殼厚度三分之二處的溫度)下所能承受的最大變形量(mm)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于結(jié)晶器錐度的設(shè)計按方程組(A)用拋物線曲線擬合或用多段線性曲線擬合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于結(jié)晶器上、下部面部中心單側(cè)的絕對錐度值Y(x)的設(shè)計考慮了結(jié)晶器膨脹產(chǎn)生的間隙δ1(x)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種連鑄用結(jié)晶器,其內(nèi)表面分上、下兩部分,結(jié)晶器上、下部面部中心單側(cè)的絕對錐度值的設(shè)計既考慮鑄坯收縮產(chǎn)生的間隙,還考慮使結(jié)晶器面部區(qū)域的凝固坯殼產(chǎn)生的變形量,同時結(jié)晶器角部錐度的大小也隨在結(jié)晶器上部與下部的位置不同而變化,其冷卻強(qiáng)度大于現(xiàn)有的連鑄結(jié)晶器,鑄坯在高拉速下,出口坯殼厚度均勻,結(jié)晶器的內(nèi)表面形狀與鑄坯有更好的接觸性和耐磨性,有利于提高結(jié)晶器的使用壽命。
文檔編號B22D11/04GK2346524SQ98203438
公開日1999年11月3日 申請日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月15日
發(fā)明者李本海, 蔡海燕, 許曉東, 王延悠, 閻新慧 申請人:首鋼總公司