專利名稱：一種局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金連鑄設(shè)備的管式方坯結(jié)晶器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器。
背景技術(shù)：
普通管式方坯結(jié)晶器在冶金行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。目前，普通管式方坯結(jié)晶器包括管式方坯結(jié)晶器本體、外水套、導(dǎo)流水套、上下密封法蘭、各種密封圈、足輥裝置和足輥區(qū)噴淋裝置。管式方坯結(jié)晶器本體的一端帶卡板槽，管式方坯結(jié)晶器本體普遍采用銅或者銅合金制造，以保證結(jié)晶器具有很好的導(dǎo)熱性能。普通的管式方坯結(jié)晶器本體橫截面的長寬一般相等或近似相等，如正方形或者矩形。現(xiàn)有技術(shù)中，為了減小連鑄坯角部受二維面散熱冷卻的影響，在管式方坯結(jié)晶器本體外側(cè)面之間通過外圓弧角過渡，在管式方坯結(jié)晶器本體內(nèi)側(cè)面之間通過內(nèi)圓弧角過渡，一定程度地解決了鋼坯在同一截面上的冷卻速度不均的問題。但是，經(jīng)過上述現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)的普通管式方坯結(jié)晶器在應(yīng)用于連鑄生產(chǎn)過程中， 由于連鑄坯角部是受二維雙面散熱冷卻，而面部是受單面冷卻，導(dǎo)致角部冷卻速度較面部快，從而引起鋼坯在同一截面內(nèi)的冷卻速度不均，因此，在拉制一些對裂紋敏感的特殊鋼種時，容易造成鋼坯在近角部出現(xiàn)內(nèi)裂紋等質(zhì)量問題，冷卻速度不均勻依然沒有完全解決，仍存在技術(shù)問題。鑒于普通管式方坯結(jié)晶器所處的高溫、磨損的工況，在考慮解決上述問題的同時， 還要考慮經(jīng)過改進(jìn)后的管式方坯結(jié)晶器，要具有良好的抗疲勞性能、耐腐蝕性和高溫耐磨性能。管式方坯結(jié)晶器是整個連鑄生產(chǎn)的核心設(shè)備，其質(zhì)量的好壞直接影響鑄坯的質(zhì)量和連鑄機(jī)的作業(yè)率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，可以減緩角部的冷卻速度，解決了普通管式方坯結(jié)晶器在使用過程中同一截面內(nèi)的冷卻速度不均勻的問題，能夠使鋼坯冷卻均勻，從而保證了鋼坯的質(zhì)量?！N局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，包括一端帶卡板槽的管式方坯結(jié)晶器本體，所述的管式方坯結(jié)晶器本體的側(cè)面之間通過外圓弧角過渡，所述的管式方坯結(jié)晶器本體的側(cè)面靠近卡板槽的部位設(shè)有凹槽，所述的凹槽設(shè)有與凹槽形狀相配合的金屬鎳復(fù)合層；所述的凹槽靠近外圓弧角。本實用新型在外圓弧角兩側(cè)靠近卡板槽的管式方坯結(jié)晶器本體側(cè)面上設(shè)有凹槽， 在凹槽中填滿金屬鎳復(fù)合層，金屬鎳復(fù)合層可采用純鎳鍍層、二元鎳基合金或三元鎳基合金等，二元鎳基合金可選用Ni-Co合金、Co-Ni合金、Ni-Fe合金、Ni-Co合金、Ni-W合金、 Ni-B合金、Ni-Zn合金等中的一種，三元鎳基合金可選用Ni-Co-B合金等，本實用新型選用的金屬鎳復(fù)合層要滿足以下條件1)填進(jìn)去的金屬鎳復(fù)合層的熱導(dǎo)率要比管式方坯結(jié)晶器的材料低；幻要保證填過金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器有良好的抗疲勞性能、耐腐蝕性和耐磨損性能。金屬鎳復(fù)合層還可以選用申請?zhí)枮?00510014953. 4的中國專利公開的用于冶金連鑄機(jī)結(jié)晶器的復(fù)合鍍層材料，還可以選用專利號為ZL0214M82. 5的中國專利公開的鑄機(jī)結(jié)晶器銅板梯度復(fù)合鍍層。因此，金屬鎳復(fù)合層的選擇可以是多樣的，以鎳為基體，加入各種輔助物進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化都是可以的。本實用新型在靠近外圓弧角的管式方坯結(jié)晶器本體側(cè)面，用機(jī)械加工方法，去除一定厚度的基體材料，形成梯形截面的軸向凹槽，然后在去除基體材料的部位填充金屬鎳復(fù)合層，該金屬鎳復(fù)合層可采用電鍍金屬鎳復(fù)合層或涂鍍金屬鎳復(fù)合層的方法，將去除基體材料部位填平。為了使管式方坯結(jié)晶器的連鑄坯角部冷卻速度保持一致，進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)選所述的凹槽為八個形狀相同的凹槽且各個凹槽互相平行，兩兩分布在所述的管式方坯結(jié)晶器本體的四個側(cè)面。所述的八個凹槽靠近卡板槽的一面位于所述的管式方坯結(jié)晶器本體的同一橫截面。所述的凹槽的底面與管式方坯結(jié)晶器本體的側(cè)面平行。在管式方坯結(jié)晶器本體的上部(即靠近卡板槽的部分)是鋼水冷卻的重要位置， 形成的鋼坯位于管式方坯結(jié)晶器本體的下部(即遠(yuǎn)離卡板槽的部分)，因此，要使冷卻速度一致，關(guān)鍵是對管式方坯結(jié)晶器本體的上部進(jìn)行改進(jìn)，凹槽從靠近卡板槽的位置開始設(shè)置， 可以一直延伸到管式方坯結(jié)晶器本體的下部，但是下部主要是鋼坯，鋼水通過管式方坯結(jié)晶器本體的上部已經(jīng)基本形成鋼坯，管式方坯結(jié)晶器本體的下部改進(jìn)意義不大?？紤]到生產(chǎn)成本、冷卻效果等綜合因素，所述的凹槽選擇從靠近卡板槽的位置延伸至管式方坯結(jié)晶器本體的中部。為了保證經(jīng)過本技術(shù)方案改進(jìn)后的管式方坯結(jié)晶器具有良好的抗疲勞性能、耐腐蝕性和耐磨損性能，優(yōu)選所述的凹槽從靠近卡板槽的位置延伸至管式方坯結(jié)晶器本體的中部；所述的凹槽的深度為管式方坯結(jié)晶器本體壁厚的五分之一至二分之一；所述的凹槽的開口寬度為管式方坯結(jié)晶器本體側(cè)面寬度的八分之一至三分之一，當(dāng)管式方坯結(jié)晶器本體的橫截面為矩形時，由于管式方坯結(jié)晶器本體的橫截面的長與寬不相等，這時，所述的側(cè)面寬度是指橫截面較短的邊長。為了使凹槽中填進(jìn)去的金屬鎳復(fù)合層有更好的附著力，所述的凹槽的開口寬度小于凹槽的底面寬度?？紤]到外圓弧角角部冷卻速度要與單面冷卻速度一致，并且同時保證金屬鎳復(fù)合層有更好的附著力，所述的凹槽的橫截面(沿澆鑄方向的橫截面)優(yōu)選為梯形。 更有選的，所述的梯形為等腰梯形，等腰梯形的下底在凹槽的底面，下底邊長大于上底邊長，等腰梯形中兩條等腰邊與下底成的角度優(yōu)選為70度 85度，以使增加附著力的同時也方便電鍍金屬鎳復(fù)合層。本實用新型通過在外圓弧角兩側(cè)靠近卡板槽的管式方坯結(jié)晶器本體側(cè)面上設(shè)有凹槽，并在凹槽中填滿金屬鎳復(fù)合層，即在靠近連鑄坯角部的位置填充比管式方坯結(jié)晶器電導(dǎo)率低的物質(zhì)，使得角部的冷卻速度降低，解決了角部的冷卻速度過快與單面的冷卻速度不能保持一致的技術(shù)問題，從而能有效避免鋼坯在拉制的過程中出現(xiàn)近角部的內(nèi)裂紋等缺陷，從而達(dá)到局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器中的同一截面冷卻速度基本均勻一致的技術(shù)效果，保證鋼坯的質(zhì)量。本實用新型通過凹槽的大小、形狀、位置等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與優(yōu)選，使得本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器在保證在使用過程中同一截面內(nèi)的冷卻速度均勻與一致的前提下，具有良好的抗疲勞性能、耐腐蝕性和耐磨損性能，具有很好的應(yīng)用前
旦
ο本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器通過簡單的機(jī)械加工方法技術(shù)手段就可以制造，具有操作簡單、可控性好和易于工業(yè)化實施的優(yōu)點。

圖1為本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為沿圖1中A-A線的剖視圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，為本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體，包括在一端帶卡板槽2的管式方坯結(jié)晶器本體1，管式方坯結(jié)晶器本體1由銅制成，卡板槽2 用于固定，可以采用與卡板槽2相配合的卡板對管式方坯結(jié)晶器進(jìn)行固定。為了避免連鑄坯角部受二維雙面冷卻，面部受單面冷卻，導(dǎo)致在管式方坯結(jié)晶器同一截面內(nèi)冷卻速度不均勻，一般現(xiàn)有技術(shù)，都會采用在管式方坯結(jié)晶器本體1內(nèi)側(cè)面之間采用內(nèi)圓弧角6過渡， 在管式方坯結(jié)晶器本體1側(cè)面之間采用外圓弧角3過渡，以提高管式方坯結(jié)晶器同一截面內(nèi)冷卻速度的均勻。本實用新型在這基礎(chǔ)上，在靠近管式方坯結(jié)晶器本體1的外圓弧角3的兩側(cè)設(shè)有 8個橫截面積為等腰梯形的凹槽4，每個側(cè)面各有兩個凹槽4，8個凹槽4形狀相同且與外圓弧角3頂點的距離相等，凹槽4從靠近管式方坯結(jié)晶器本體1的卡板槽2位置延伸至管式方坯結(jié)晶器本體1的中部。8個梯形凹槽4最靠近卡板槽2的面為一平面，并且這些平面在管式方坯結(jié)晶器本體1的同一截面上。等腰梯形的上底在管式方坯結(jié)晶器本體1的側(cè)面所在的平面上，其中，上底邊長小于下底邊長，下底與等腰線所成的線為80度，等腰梯形的高(即凹槽4的深度)為管式方坯結(jié)晶器本體1壁厚的四分之一，等腰梯形的上底邊長為管式方坯結(jié)晶器本體1側(cè)面寬度的四分之一。局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體在使用時一般是豎直放置的，帶卡板槽2的一端處于上方，凹槽4位于卡板槽2的下方。在凹槽4中通過電鍍純鎳復(fù)合層5后，純鎳復(fù)合層5與凹槽4形狀相配合，從而使凹槽4中填滿純鎳，得到本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體，然和與現(xiàn)有技術(shù)中的外水套、導(dǎo)流水套、上下密封法蘭、各種密封圈、足輥裝置和足輥區(qū)噴淋裝置組合在一起使用，得到局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器。使用時，將局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體豎直放置，帶卡板槽2的一端處于上方，鋼水從局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體的上部入口進(jìn)入，通過局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體的壁面與其外面的冷卻水進(jìn)行熱傳導(dǎo)，在局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體的上部為鋼水，在局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器的下部為鋼水經(jīng)冷卻后形成的鋼坯，由于本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體設(shè)有凹槽4填滿純鎳復(fù)合層5，使得鋼水通過本實用新型局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器本體時，在同一截面上，冷卻速度均勻一致，最終保證了鋼坯的質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，包括一端帶卡板槽O)的管式方坯結(jié)晶器本體(1)，所述的管式方坯結(jié)晶器本體(1)的側(cè)面之間通過外圓弧角( 過渡，其特征在于，所述的管式方坯結(jié)晶器本體(1)的側(cè)面靠近卡板槽O)的部位設(shè)有凹槽G)，所述的凹槽中設(shè)有與凹槽(4)形狀相配合的金屬鎳復(fù)合層(5)；所述的凹槽(4)靠近外圓弧角⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽(4)為八個形狀相同的凹槽(4)且各個凹槽(4)互相平行，兩兩分布在所述的管式方坯結(jié)晶器本體(1)的四個側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的八個凹槽(4)靠近卡板槽O)的一面位于所述的管式方坯結(jié)晶器本體(1)的同一橫截
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽的底面與管式方坯結(jié)晶器本體(1)的側(cè)面平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽(4)從靠近卡板槽O)的位置延伸至管式方坯結(jié)晶器本體(1)的中部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽的深度為管式方坯結(jié)晶器本體(1)壁厚的五分之一至二分之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽的開口寬度為管式方坯結(jié)晶器本體(1)側(cè)面寬度的八分之一至三分之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽的開口寬度小于凹槽的底面寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的凹槽的橫截面為梯形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，其特征在于，所述的梯形為等腰梯形。
專利摘要本實用新型公開了一種局部有金屬鎳復(fù)合層的管式方坯結(jié)晶器，包括一端帶卡板槽的管式方坯結(jié)晶器本體，所述的管式方坯結(jié)晶器本體的側(cè)面之間通過外圓弧角過渡，所述的管式方坯結(jié)晶器本體的側(cè)面設(shè)有凹槽，所述的凹槽中設(shè)有與凹槽形狀相配合的金屬鎳復(fù)合層；所述的凹槽靠近卡板槽和外圓弧角。本實用新型解決了普通管式方坯結(jié)晶器在使用過程中同一截面內(nèi)的冷卻速度不均勻的問題，能夠使鋼坯冷卻均勻，可以減緩角部的冷卻速度，保證了鋼坯的質(zhì)量，同時，局部有金屬鎳復(fù)合層的管式結(jié)晶器還具有良好的抗疲勞性能、耐腐蝕性和耐磨損性能的優(yōu)點。
文檔編號B22D11/059GK202045349SQ20112013372
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者何光輝, 張鑫, 陸軍, 黃劍 申請人:杭州鋼鐵集團(tuán)公司