專利名稱：一種薄板坯連鑄用漏斗型結晶器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種薄板坯連鑄使用的漏斗型結晶器，屬于冶金連鑄技術領域。
背景技術：
薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線由于節(jié)省投資，生產(chǎn)成本較低，是最近十幾年在國內(nèi)以及全世界范圍內(nèi)發(fā)展較快的冶金技術之一。薄板坯連鑄的主要問題是容易產(chǎn)生表面裂紋(包括表面縱裂、表面橫裂和邊裂)，以表面縱裂最為常見，是產(chǎn)品質量的主要缺陷，解決薄板坯的表面縱裂問題被國內(nèi)外研究者公認為是世界性難題。裂紋嚴重時還會導致漏鋼，影響生產(chǎn)節(jié)奏和造成設備損壞。目前，通用的薄板坯連鑄結晶器采用漏斗型，主要原因是薄板坯鑄坯厚度較傳統(tǒng)板坯薄，傳統(tǒng)板坯一般厚度為230mm，而薄板坯厚度一般在IOOmm以下，常見的為50mm-90mm。由于薄板坯厚度窄，采用傳統(tǒng)的平板結晶器會導致侵入式水口無法插入和壽命短、保護渣潤滑不均勻等問題，因此，在結晶器寬面采用漏斗型結構保證有更大的開口度，以利于侵入式水口的插入和使用壽命。傳統(tǒng)板坯連鑄結晶器是平行板結構，寬面是沒有錐度的，裂紋敏感性較??；而薄板坯連鑄容易出現(xiàn)表面裂紋與其采用漏斗型結晶器有密切關系，由于漏斗型結晶器從上到下是不斷收縮的，帶有明顯的錐度，鋼水在結晶器內(nèi)凝固成鑄坯后，鑄坯在漏斗區(qū)隨著拉坯的進行會不斷下移，由于錐度的收縮導致鑄坯會承受更多的應力，因此比傳統(tǒng)板坯具有更高的裂紋敏感性。薄板坯連鑄以西馬克的漏斗型結晶器為例，設計的結晶器漏斗倒錐度為4. 04°。 最近十幾年，由于各廠家為提高產(chǎn)量和鑄坯表面質量，不斷增加鑄坯厚度，從最初設計的 50mm厚的鑄坯發(fā)展到以70mm、90mm厚的鑄坯為主。隨著鑄坯厚度的增加，凝固規(guī)律出現(xiàn)了很大的變化，而結晶器設計參數(shù)仍然沿襲了西馬克最初針對50mm厚鑄坯的設計參數(shù)，結晶器漏斗的倒錐度一直沒有變化。根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗結果發(fā)現(xiàn)，隨著結晶器漏斗錐度的加大，鑄坯承受的應力也加大，裂紋敏感加大。特別是隨著目前鑄坯厚度提高到70-90mm 后，結晶器上口開口度已經(jīng)超過了傳統(tǒng)板坯的厚度，不再成為限制水口插入的環(huán)節(jié)。因此， 采用小倒錐度的漏斗型結晶器可以降低鑄坯的裂紋敏感性。鋼水在結晶器內(nèi)凝固的過程中，在結晶器上部形成初生坯殼，初生坯殼在結晶器中不斷增厚并向結晶器下部移動。由于初生坯殼強度較弱，需要較弱的冷卻以減少裂紋的發(fā)生，而當初生坯殼增厚移動到結晶器下部空間，由于冷卻收縮與結晶器銅板間形成氣隙會使冷卻強度下降。因此，鋼水在結晶器內(nèi)冷卻的最佳條件為上部冷卻要較弱，而下部冷卻則要求稍強；但是傳統(tǒng)的結晶器銅板設計均為等厚結構，在相同的冷卻水流量的條件下，只能實現(xiàn)均勻冷卻。

實用新型內(nèi)容本實用新型用于解決上述已有技術之缺陷而提供一種具有小倒錐度且非等厚的薄板坯連鑄用漏斗型結晶器。本實用新型所稱問題是由以下技術方案解決的
3[0007]—種薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，由對稱設置的兩塊寬面銅板和兩塊窄面銅板組成，兩塊寬面銅板的中上部共同構成漏斗區(qū)倒錐，特別之處是所述漏斗區(qū)倒錐的傾角為 3. 5° -3. 8°。上述薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下逐漸減薄。上述薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下的厚度差范圍在3. 55-8mm之間。本實用新型針對減少鑄坯表面裂紋的發(fā)生率的問題進行了改進，主要特點如下 1.在目前鑄坯普遍加厚，保護渣的熔化和水口插入不成為問題的前提下，將結晶器錐度減小，有利于減小鑄坯受到的收縮應力和摩擦力，使鑄坯受到的總應力減小，可減少表面裂紋的發(fā)生率；(2)結晶器銅板厚度在漏斗區(qū)設計成從上到下逐步均勻減薄的結構，可以在相同的結晶器配水條件下，達到上部弱冷，下部強冷的效果，對減少彎月面處裂紋的產(chǎn)生和漏鋼有益。上述改進，能有效改善鑄坯在結晶器內(nèi)承受的應力，減少裂紋和漏鋼的發(fā)生，提高鑄坯表面質量和鑄機作業(yè)率。此外該改進與結晶器外部相連的結晶器水套等設備無需改動，改造成本低、易于實施。

圖1是現(xiàn)有漏斗型結晶器寬面銅板立體圖；圖2為圖IA-A處剖面圖；圖3為圖IB-B處剖面圖；圖4為本實用新型的結晶器寬面銅板立體圖；圖5為圖4 A-A處剖面圖；圖6為圖4B-B處剖面圖；圖7為圖IC-C處截面圖。
具體實施方式
圖1-3所示，是現(xiàn)有漏斗型結晶器寬面銅板立體圖，由圖可見，現(xiàn)有漏斗區(qū)倒錐的傾角為4. 04°，寬面銅板為等厚結構。本實用新型的改進體現(xiàn)在薄板坯連鑄用漏斗型結晶器的寬面銅板上。參看圖4-7， 所述結晶器漏斗區(qū)倒錐的傾角為α表示，α調(diào)整范圍在3. 5° -3.8°之間，外壁形狀保持不變。錐度減小使得鑄坯受到的收縮力和摩擦力減小，有利于減少表面縱裂的發(fā)生率。結晶器銅板厚度在漏斗區(qū)為遞減結構，其上部和下部的厚度差范圍在3. 55-8mm之間。該設計減少了結晶器上部的傳熱，有利于減少彎月面處裂紋的產(chǎn)生。此外，結晶器銅板厚度在漏斗區(qū)為遞減結構，可以在減小現(xiàn)有結晶器漏斗倒錐度的條件下，保持結晶器銅板外弧線的不變， 這樣，傳統(tǒng)設計與結晶器銅板相連的結晶器水套等設備均不需要進行改動，降低改造成本。
權利要求1.一種薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，由對稱設置的兩塊寬面銅板和兩塊窄面銅板， 兩塊寬面銅板的中上部共同構成漏斗區(qū)倒錐，其特征在于所述漏斗區(qū)倒錐的傾角范圍在 3.5° -3.8° 之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，其特征在于所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下逐漸減薄。
3.根據(jù)權利要求2所述的薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，其特征在于所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下的厚度差范圍在3. 55-8mm之間。
專利摘要一種薄板坯連鑄用漏斗型結晶器，用于解決減少鑄坯表面裂紋的發(fā)生率問題。所述結晶器由對稱設置的兩塊寬面銅板和兩塊窄面銅板組成，兩塊寬面銅板的中上部共同構成漏斗區(qū)倒錐，改進后，所述漏斗區(qū)倒錐的傾角范圍在3.5°-3.8°之間。本實用新型主要特點如下1.在目前鑄坯普遍加厚，保護渣的熔化和水口插入不成為問題的前提下，將結晶器錐度減小，有利于減小鑄坯受到的收縮應力和摩擦力，使鑄坯受到的總應力減小，可減少表面裂紋的發(fā)生率；(2)結晶器銅板厚度在漏斗區(qū)設計成從上到下逐步均勻減薄的結構，可以在相同的結晶器配水條件下，達到上部弱冷，下部強冷的效果，對減少彎月面處裂紋的產(chǎn)生和漏鋼有益。
文檔編號B22D11/04GK202180178SQ201120196229
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權日2011年6月13日
發(fā)明者安暉, 汪玲玲, 王學慧, 程征, 胡志剛, 韓彥光 申請人:河北鋼鐵集團有限公司