專利名稱：混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器，屬于金屬方坯連鑄結(jié)晶器。
現(xiàn)有技術(shù)中的管式連鑄結(jié)晶器，可分為通水冷卻和噴淋冷卻兩種。通水冷卻管式連鑄結(jié)晶器，主要由銅管、導(dǎo)流水套、水箱及上下法蘭等組成。冷卻水從下部水箱流入，在壓力作用下，由導(dǎo)流水套內(nèi)自下而上均勻通過，冷卻銅管，使鋼水凝殼，經(jīng)水箱上部流出，屬于層流傳熱冷。銅管沿長度方向上的熱流密度是變化的，而層流傳熱，冷卻水的強度是一樣的，冷卻水常常會在彎月面區(qū)沸騰產(chǎn)生氣霧膜，使得傳熱效率降低。若導(dǎo)流水套與銅管外壁之間的間隙，由于制造、安裝等原因，產(chǎn)生不一致，引起冷卻強度差異時，往往造成角裂、脫方或漏鋼。另外，為防止在銅管外壁生成水垢影響傳熱效果，需采用軟化水，增加了冷卻成本。
中國專利CN92222292.4公開了一種噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器。在原通水冷卻式結(jié)晶器的基礎(chǔ)上，去掉導(dǎo)流水套，在水箱之外霧加一外層水套，與原水箱外壁構(gòu)成夾層水套。在原水箱的內(nèi)壁上安裝噴嘴座，噴嘴座上安裝不同流量的噴嘴，冷卻水在一定壓力下通過進水孔，進入夾層水套，由噴嘴噴向銅管外壁，之后在大氣壓下自然下落，經(jīng)出水口流出，屬于射流沖出傳熱冷卻。噴嘴噴出的高速冷卻水，對銅管外壁的沖擊作用，既易于打破彎月面區(qū)冷卻水沸騰產(chǎn)生的氣霧膜，又防止水垢的產(chǎn)生，傳熱效率較高。冷卻水的冷卻強度按銅管傳熱的熱流密度大小合理分布，使銅管傳熱均勻。用凈水代替軟化水，降低了冷卻成本。所存在的不足之處在于在銅管上部，迅速而強有力的冷卻后，鑄坯與銅管內(nèi)壁間產(chǎn)生氣隙，阻止銅管向外傳熱，使下部噴嘴噴出的高速水流不能發(fā)揮應(yīng)有的效率，造成冷卻水的浪費。另外由于冷卻水中的雜質(zhì)沉積，易造成下部噴嘴堵塞，難于清理，增加了維修費用。
本實用新型的目的是提供一種混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器，將層流傳熱冷卻與射流沖擊傳熱冷卻相結(jié)合，使結(jié)晶器冷卻強度分布及結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理，進一步提高冷卻效率，節(jié)省冷卻用水，并使其易于維護。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。在結(jié)晶器中部，銅管與水箱之間有一與水箱內(nèi)壁固連的隔板，隔板與銅管相接觸處裝有密封環(huán)；導(dǎo)流水套設(shè)置在隔板以下，支承固定在水箱上；安裝板座以上，水箱外側(cè)的外層水套與水箱構(gòu)成噴淋水箱；隔板上部水箱內(nèi)壁上通過噴嘴座裝有不同流量的噴嘴；隔板與導(dǎo)流水套之間的水箱壁上開有與噴淋水箱相通的孔；進水口設(shè)置在水箱下部，出水口穿過外層水套設(shè)置在水箱中部隔板之上。隔板將結(jié)晶器的冷卻系統(tǒng)分成兩部分，上部為噴淋冷卻，下部為通水冷卻。
上部采用噴淋冷卻方式，噴嘴噴出的高速冷卻水對銅管外壁的沖擊作用，易于打破彎月面區(qū)冷卻水沸騰產(chǎn)生的氣霧膜，并防止水垢產(chǎn)生，傳熱效率高，使銅管得到迅速而均衡的冷卻，明顯助長了坯殼的形成。但同時，在鑄坯與銅管內(nèi)壁間產(chǎn)生氣隙，使銅管傳熱效率下降，隨著坯料進入下部通水冷卻系統(tǒng)后，冷卻強度的降低，鑄坯在液心熱量作用下膨脹，氣隙縮小，銅管的熱傳遞效率恢復(fù)。此時剛進入水箱的低溫冷卻水，對銅管產(chǎn)生次強冷作用，鑄坯與銅管之間再次產(chǎn)生間隙，冷卻水的效率得以充分的發(fā)揮。上部噴淋冷卻水是下部導(dǎo)流水套中冷卻水的再次使用，但由于自彎月面區(qū)以下熱流密度逐步減小，所以通過導(dǎo)流水套之后，溫升不會很高，不影響上部噴淋系統(tǒng)的冷卻效果。同時冷卻水溫升較低，也不易在銅管上結(jié)垢。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是1.上半部采用噴淋冷卻方式，下半部采用通水冷卻方式，使冷卻水的冷卻強度按銅管傳熱的熱流密度大小合理分布，冷卻均勻，冷卻水的效率得到充分的發(fā)揮，冷卻強度高；2.由于上部噴淋冷卻水是下部通水冷卻水的再次使用，實際用水量僅為上部噴淋用水量，與噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器相比冷卻水用量可節(jié)約50％；3.由于冷卻均勻，冷卻強度高，與采用噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器的鑄機相比可使拉坯速度提高10％以上；4.結(jié)構(gòu)設(shè)計上避免了原噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器，由于冷卻水中雜質(zhì)沉積造成的下部噴嘴堵塞現(xiàn)象，易于維護。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳述。


圖1為本實用新型混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為
圖1的A-A剖視圖。
如
圖1、2所示，本實用新型混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器主要由上法蘭1、下法蘭2、水箱3、導(dǎo)流水套4、銅管5、密封圈6、進水口7、出水口8、外層水套9、噴嘴座10、噴嘴11、環(huán)形過濾網(wǎng)12、隔板13、密封環(huán)14和安裝板座15構(gòu)成。在結(jié)晶器中部，銅管5與水箱3之間有一與水箱3固連的隔板13，隔板13與銅管5相接觸處裝有密封環(huán)14。導(dǎo)流水套設(shè)置在隔板13以下，支承固定在水箱3上。安裝板座15以上，水箱3外側(cè)的外層水套9與水箱3構(gòu)成噴淋水箱16。隔板13上部水箱3內(nèi)壁上通過噴嘴座10裝有不同流量的噴嘴11。隔板13與導(dǎo)流水套4之間的水箱3壁上開有與噴淋水箱16相通的孔17。進水口7設(shè)置在水箱3下部。出水口8穿過外層水套9，設(shè)置在水箱3中部隔板13之上。在隔板13與導(dǎo)流水套4之間設(shè)置有一環(huán)形過濾網(wǎng)12，使冷卻水在由孔17進入噴淋水箱16之前得到過濾，進一步防止噴嘴11因冷卻水中雜質(zhì)而堵塞。噴嘴11沿銅管5長度方向同時相對于銅管5的四個面部和四個角部布置，相對于銅管5的每個面部和每個角部各布置3個。
整個結(jié)晶器通過安裝板座15安裝固定在連鑄機振動器上。工作時，冷卻水由進水口7進入水箱3，從導(dǎo)流水套4中自下而上均勻流過，經(jīng)過濾網(wǎng)12過濾后由孔17進入上部噴淋水箱16，由噴嘴11噴向銅管5外壁，之后在大氣壓下自然下落經(jīng)出水孔8流出。
本實用新型對于兩端固定銅管形式的結(jié)晶器和吊掛銅管形式的結(jié)晶器均適用。既可新制，也可在原通水冷卻管式連鑄結(jié)晶器或噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行改制，可完全利用原管式連鑄結(jié)晶器的進水、回水系統(tǒng)，并可實現(xiàn)在線整體更換。
權(quán)利要求1.一種混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器，具有上法蘭、下法蘭、水箱、導(dǎo)流水套、銅管、密封圈、進水口、出水口、外層水套、噴嘴座、噴嘴、安裝板座等，其特征在于在結(jié)晶器中部，銅管(5)與水箱(3)之間有一與水箱(3)內(nèi)壁固連的隔板(13)，隔板(13)與銅管(5)相接觸處裝有密封環(huán)(14)；導(dǎo)流水套(4)設(shè)置在隔板(13)以下，支承固定在水箱(3)上；安裝板座(15)以上，水箱外側(cè)的外層水套(9)與水箱(3)構(gòu)成噴淋水箱(16)；隔板(13)以上，水箱(3)內(nèi)壁上通過噴嘴座(10)裝有不同流量的噴嘴(11)；隔板(13)與導(dǎo)流水套(4)之間的水箱(3)壁上開有與噴淋水箱(16)相通的孔(17)；進水口(7)設(shè)置在水箱(3)下部，出水口(8)穿過外層水套(9)，設(shè)置在水箱(3)中部隔板(13)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于所述的隔板(13)與導(dǎo)流水套(4)之間設(shè)置有一環(huán)形過濾網(wǎng)(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其特征在于所述的噴嘴(11)沿銅管(5)長度方向，可以相對于銅管(5)的四個面部布置，可以相對于銅管(5)的四個角部布置，也可以同時相對于銅管(5)的四個面部和四個角部布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)晶器，其特征在于所述的噴嘴(11)相對于銅管(5)的每個面部或/和及每個角部各布置2-6個。
專利摘要本實用新型公開了一種混合冷卻管式連鑄結(jié)晶器，在結(jié)晶器中部，銅管(5)與水箱(3)之間有一與水箱(3)內(nèi)壁固連的隔板(13)，隔板(13)與銅管(5)相接觸處裝有密封環(huán)(14)。隔板(13)將結(jié)晶器的冷卻系統(tǒng)分成兩部分，上部為淋冷卻，下部為通水冷卻。使結(jié)晶器冷卻強度分布及結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理，進一步提高了冷卻效率，與噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器相比冷卻水用量可節(jié)約50％，而且易于維護。
文檔編號B22D11/04GK2235336SQ9522503
公開日1996年9月18日 申請日期1995年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月30日
發(fā)明者陳韌, 張如斌, 師磊, 羅建, 楊翎媛 申請人:冶金工業(yè)部北京冶金設(shè)備研究院