CN202180178U - 一种薄板坯连铸用漏斗型结晶器 - Google Patents

Abstract

一种薄板坯连铸用漏斗型结晶器，用于解决减少铸坯表面裂纹的发生率问题。所述结晶器由对称设置的两块宽面铜板和两块窄面铜板组成，两块宽面铜板的中上部共同构成漏斗区倒锥，改进后，所述漏斗区倒锥的倾角范围在3.5°-3.8°之间。本实用新型主要特点如下：1.在目前铸坯普遍加厚，保护渣的熔化和水口***不成为问题的前提下，将结晶器锥度减小，有利于减小铸坯受到的收缩应力和摩擦力，使铸坯受到的总应力减小，可减少表面裂纹的发生率；(2)结晶器铜板厚度在漏斗区设计成从上到下逐步均匀减薄的结构，可以在相同的结晶器配水条件下，达到上部弱冷，下部强冷的效果，对减少弯月面处裂纹的产生和漏钢有益。

Description

一种薄板坯连铸用漏斗型结晶器

技术领域

本实用新型涉及一种薄板坯连铸使用的漏斗型结晶器，属于冶金连铸技术领域。

背景技术

薄板坯连铸连轧生产线由于节省投资，生产成本较低，是最近十几年在国内以及全世界范围内发展较快的冶金技术之一。薄板坯连铸的主要问题是容易产生表面裂纹(包括表面纵裂、表面横裂和边裂)，以表面纵裂最为常见，是产品质量的主要缺陷，解决薄板坯的表面纵裂问题被国内外研究者公认为是世界性难题。裂纹严重时还会导致漏钢，影响生产节奏和造成设备损坏。目前，通用的薄板坯连铸结晶器采用漏斗型，主要原因是薄板坯铸坯厚度较传统板坯薄，传统板坯一般厚度为230mm，而薄板坯厚度一般在100mm以下，常见的为50mm-90mm。由于薄板坯厚度窄，采用传统的平板结晶器会导致侵入式水口无法***和寿命短、保护渣润滑不均匀等问题，因此，在结晶器宽面采用漏斗型结构保证有更大的开口度，以利于侵入式水口的***和使用寿命。传统板坯连铸结晶器是平行板结构，宽面是没有锥度的，裂纹敏感性较小；而薄板坯连铸容易出现表面裂纹与其采用漏斗型结晶器有密切关系，由于漏斗型结晶器从上到下是不断收缩的，带有明显的锥度，钢水在结晶器内凝固成铸坯后，铸坯在漏斗区随着拉坯的进行会不断下移，由于锥度的收缩导致铸坯会承受更多的应力，因此比传统板坯具有更高的裂纹敏感性。

薄板坯连铸以西马克的漏斗型结晶器为例，设计的结晶器漏斗倒锥度为4.04°。最近十几年，由于各厂家为提高产量和铸坯表面质量，不断增加铸坯厚度，从最初设计的50mm厚的铸坯发展到以70mm、90mm厚的铸坯为主。随着铸坯厚度的增加，凝固规律出现了很大的变化，而结晶器设计参数仍然沿袭了西马克最初针对50mm厚铸坯的设计参数，结晶器漏斗的倒锥度一直没有变化。根据数值模拟和现场试验结果发现，随着结晶器漏斗锥度的加大，铸坯承受的应力也加大，裂纹敏感加大。特别是随着目前铸坯厚度提高到70-90mm后，结晶器上口开口度已经超过了传统板坯的厚度，不再成为限制水口***的环节。因此，采用小倒锥度的漏斗型结晶器可以降低铸坯的裂纹敏感性。

钢水在结晶器内凝固的过程中，在结晶器上部形成初生坯壳，初生坯壳在结晶器中不断增厚并向结晶器下部移动。由于初生坯壳强度较弱，需要较弱的冷却以减少裂纹的发生，而当初生坯壳增厚移动到结晶器下部空间，由于冷却收缩与结晶器铜板间形成气隙会使冷却强度下降。因此，钢水在结晶器内冷却的最佳条件为上部冷却要较弱，而下部冷却则要求稍强；但是传统的结晶器铜板设计均为等厚结构，在相同的冷却水流量的条件下，只能实现均匀冷却。

实用新型内容

本实用新型用于解决上述已有技术之缺陷而提供一种具有小倒锥度且非等厚的薄板坯连铸用漏斗型结晶器。

本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：

   一种薄板坯连铸用漏斗型结晶器，由对称设置的两块宽面铜板和两块窄面铜板组成，两块宽面铜板的中上部共同构成漏斗区倒锥，特别之处是：所述漏斗区倒锥的倾角为3.5°-3.8°。

上述薄板坯连铸用漏斗型结晶器，所述宽面铜板漏斗区的铜板厚度从上到下逐渐减薄。

上述薄板坯连铸用漏斗型结晶器，所述宽面铜板漏斗区的铜板厚度从上到下的厚度差范围在3.55-8mm之间。

本实用新型针对减少铸坯表面裂纹的发生率的问题进行了改进，主要特点如下：1. 在目前铸坯普遍加厚，保护渣的熔化和水口***不成为问题的前提下，将结晶器锥度减小，有利于减小铸坯受到的收缩应力和摩擦力，使铸坯受到的总应力减小，可减少表面裂纹的发生率； (2) 结晶器铜板厚度在漏斗区设计成从上到下逐步均匀减薄的结构，可以在相同的结晶器配水条件下，达到上部弱冷，下部强冷的效果，对减少弯月面处裂纹的产生和漏钢有益。上述改进，能有效改善铸坯在结晶器内承受的应力，减少裂纹和漏钢的发生，提高铸坯表面质量和铸机作业率。此外该改进与结晶器外部相连的结晶器水套等设备无需改动，改造成本低、易于实施。

附图说明

图1是现有漏斗型结晶器宽面铜板立体图；

图2为 图1A-A处剖面图；

图3为图1B-B处剖面图；

图4为本实用新型的结晶器宽面铜板立体图；

图5为图4 A-A处剖面图；

图6 为图4B-B处剖面图；

图7 为图1C-C处截面图。

具体实施方式

图1-3所示，是现有漏斗型结晶器宽面铜板立体图，由图可见，现有漏斗区倒锥的倾角为4.04°，宽面铜板为等厚结构。

本实用新型的改进体现在薄板坯连铸用漏斗型结晶器的宽面铜板上。参看图4-7，所述结晶器漏斗区倒锥的倾角为α表示，α调整范围在3.5°-3.8°之间，外壁形状保持不变。锥度减小使得铸坯受到的收缩力和摩擦力减小，有利于减少表面纵裂的发生率。结晶器铜板厚度在漏斗区为递减结构，其上部和下部的厚度差范围在3.55-8mm之间。该设计减少了结晶器上部的传热，有利于减少弯月面处裂纹的产生。此外，结晶器铜板厚度在漏斗区为递减结构，可以在减小现有结晶器漏斗倒锥度的条件下，保持结晶器铜板外弧线的不变，这样，传统设计与结晶器铜板相连的结晶器水套等设备均不需要进行改动，降低改造成本。

Claims (3)

1.一种薄板坯连铸用漏斗型结晶器，由对称设置的两块宽面铜板和两块窄面铜板，两块宽面铜板的中上部共同构成漏斗区倒锥，其特征在于：所述漏斗区倒锥的倾角范围在3.5°-3.8°之间。

2.根据权利要求1所述的薄板坯连铸用漏斗型结晶器，其特征在于：所述宽面铜板漏斗区的铜板厚度从上到下逐渐减薄。

3.根据权利要求2所述的薄板坯连铸用漏斗型结晶器，其特征在于：所述宽面铜板漏斗区的铜板厚度从上到下的厚度差范围在3.55-8mm之间。

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