CN211438023U - 一种连铸结晶器的二次冷却器及其结晶器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连铸结晶器的二次冷却器，包括二次冷却器主体和内喷水套；绕内喷水套的周向设有若干圈喷水孔，若干圈喷水孔沿内喷水套的轴向排列设置；内喷水套设置在二次冷却器主体的第二铸造孔内；内喷水套的靠近二次冷却器与一次冷却器的结合处的一端设有环状凸圈，环状凸圈沿内喷水套的径向向内凸起；内喷水套的靠近环状凸圈的一圈喷水孔为第一圈喷水孔，第一圈喷水孔包括若干个第一喷水孔；每个第一喷水孔的孔轴线E与二次冷却器主体轴线F之间呈夹角α，α的取值范围为55°≤α≤65°。因此，本实用新型具有能够达到防止二次冷却器内的二次冷却水进入一次冷却器内的、有利于推动二次冷却水向二次冷却器出口方向流动的优点。

Description

一种连铸结晶器的二次冷却器及其结晶器

技术领域

本实用新型涉及结晶器领域，尤其涉及一种连铸结晶器的二次冷却器及其结晶器。

背景技术

在铜管铸造结晶器中，一次冷却区要实现将进入石墨模腔内的高温铜液，分别从外部模套及内部芯棒进行动态散热降温，以实现铸造管壁的内外层金属凝固结晶。在铸造牵引机的连续引牵作用下，外层金属已凝固的铸造管进入结晶器的二次冷却区，二次冷却器喷射出的冷却水直接喷射到铸造管表面后流出，以较大的过冷度进一步带走已凝固铸造管的热量，促使结晶组织的细化，并使铸造管表面温度降低到接近室温状态引出结晶器。

目前的结晶器主要是框架式结晶器，框架式结晶器的二次冷却器100包括具有铸造孔的二次冷却器主体102和内喷水套200(请参见图1至图2)，所述内喷水套200安装在二次冷却器主体102的铸造孔内，内喷水套200为圆锥管形，即内喷水套200的内壁是具有坡度的，内喷水套200的内壁与二次冷却器主体102的轴线之间呈夹角β，内喷水套200内部的各处内径是不相同的，沿内喷水套200的周向设有若干圈喷水孔；但是，目前的这种框架式结晶器的二次冷却器存在下述问题：第一，内喷水套200由于外形的设计的缺陷，其可容纳的喷水孔数量少，直接影响到二次冷却器的冷却能力；第二，此种内喷水套200的喷水孔的孔轴线A与二次冷却器轴线B垂直，为向心喷水孔，这样在使用的过程中就存在一个问题，从喷水孔喷出来的水会向各个方向散射，这对于二次冷却区中间和前方(本实用新型以铸锭牵引前进方向C为前方，下同)的喷水孔来说是允许的，但是对于后方，尤其是对于靠近一次冷却器与二次冷却器结合处的末圈喷水孔300而言，是不允许的，因为末圈喷水孔300靠近一次冷却器与二次冷却器结合处，因此，喷出来的水会一部分往一次冷却器所在方向散射，从而形成反向流往一次冷却器方向的水帘，造成液态水通过一次冷却器和二次冷却器之间的结合面进入一次冷却器内，甚至会接触到仍处于液态的管坯，从而影响铸造效果，影响铸造安全性和稳定性。为了解决这个问题，人们通常会将喷水孔的位置整体沿牵引方向向前移动(请参见图1和图2，图1和图2可体现)，即，使内喷水套200上的末圈喷水孔300与一次冷却器相隔较大的距离D1，以减少末圈喷水孔300散射出来的水进入一次冷却器和二次冷却器之间的结合面处，但是，此设计并不能完全避免末圈喷水孔300散射出来的水进入一次冷却器内，而且，此设计也会导致二次冷却区的后段冷却效果较差，冷却不均匀的问题，此外，喷水孔散射出来的冷却水，也不利于推动冷却水向二次冷却器出口方向流动。

发明内容

本实用新型的目的是提供能够达到防止二次冷却器内的二次冷却水进入一次冷却器内的、有利于推动二次冷却区的二次冷却水向二次冷却器出口方向流动的连铸结晶器的二次冷却器。

本实用新型还提供一种能够容纳更多的喷水孔的、能够达到防止二次冷却器内的二次冷却水进入一次冷却器内的、有利于推动二次冷却区的二次冷却水向二次冷却器出口方向流动的结晶器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：提供一种连铸结晶器的二次冷却器，包括具有第二铸造孔的二次冷却器主体和内喷水套；

绕所述内喷水套的周向设有若干圈喷水孔，若干圈喷水孔沿内喷水套的轴向排列设置；

所述内喷水套设置在所述二次冷却器主体的第二铸造孔内；所述内喷水套的靠近二次冷却器与一次冷却器的结合处的一端设有环状凸圈，该环状凸圈沿内喷水套的径向向内凸起；

所述内喷水套的靠近环状凸圈的一圈喷水孔为第一圈喷水孔，第一圈喷水孔包括若干个第一喷水孔；

每个所述第一喷水孔的孔轴线E与二次冷却器主体轴线F之间呈夹角α，α的取值范围为55°≤α≤65°。

作为本实用新型的改进，所述第一喷水孔喷出的水可倾斜击打在所述环状凸圈的内表面上。

作为本实用新型的改进，所述内喷水套的内部的各处内径D2是相同的。

作为本实用新型的改进，若干圈喷水孔沿内喷水套的轴向交错排列。

作为本实用新型的改进，所述二次冷却器主体设有进水管道、回水管道和溢流出水口，所述回水管道和溢流出水口与所述第二铸造孔连通，所述二次冷却器主体的内壁具有环形凹槽，所述内喷水套安装在二次冷却器主体后将所述环形凹槽围成进水环腔，所述进水环腔与所述进水管道、若干圈喷水孔连通。

作为本实用新型的改进，在所述溢流出水口处设有导槽。

作为本实用新型的改进，所述二次冷却器主体下方设有导流板。

本实用新型的另外一种方案是：提供一种结晶器，包括石墨模具、铜套、具有第一铸造孔的一次冷却器、二次冷却器，以及铸造起引棒，所述铜套镶在所述石墨模具的外表面，所述石墨模具和铜套设置在一次冷却器的第一铸造孔内，所述铸造起引棒插接在所述石墨模具前端，所述二次冷却器安装在一次冷却器前端，所述一次冷却器安装在铸造炉面板上，其特征在于，所述二次冷却器为前述的二次冷却器。

作为本实用新型的改进，所述一次冷却器包括一次冷却器主体、前法兰、后法兰，以及冷却中间套，所述前法兰位于第一铸造孔的前端面，所述后法兰位于第一铸造孔后端面，所述冷却中间套位于第一铸造孔内。

作为本实用新型的改进，所述一次冷却器主体、冷却中间套和前法兰(18)是通过第一连接件装配成一体。

本实用新型由于所述内喷水套的靠近二次冷却器与一次冷却器的结合处的一端设有环状凸圈，该环状凸圈沿内喷水套的径向向内凸起；所述内喷水套的靠近环状凸圈的一圈喷水孔为第一圈喷水孔，第一圈喷水孔包括若干个第一喷水孔；每个所述第一喷水孔的孔轴线E与二次冷却器主体轴线F之间呈夹角α，α的取值范围为55°≤α≤65°。本实用新型在使用时，从第一圈喷水孔喷射出的高速水流，会击打到环状凸圈的内表面上，高速水流受到环状凸圈的阻挡后发生反射，改变原来的水流方向，只能向与铸锭牵引前进方向一致的方向射去，形成与铸锭牵引前进方向一致的水帘，从而阻隔二次冷却器内的二次冷却水反向流往一次冷却器内，避免二次冷却水通过一次冷却器和二次冷却器之间的结合处进入一次冷却器内，也就防止了二次冷却水接触到一次冷却器内仍处于液态的管坯，避免了二次冷却水反向进入一次冷却器内对铸造造成的影响，达到提升安全性和稳定性的目的；此外，本实用新型中，与铸锭牵引前进方向一致的水帘能够加速推动二次冷却器内的二次冷却水向二次冷却器的出口方向流动，增大二次冷却器的二次冷却效果。因此，本实用新型具有能够达到防止二次冷却器内的二次冷却水进入一次冷却器内的、有利于推动二次冷却区的二次冷却水向二次冷却器出口方向流动的优点。

附图说明

图1为现有技术中的二次冷却器的结构示意图；

图2为图1中的M处的放大结构示意图；

图3为本实用新型的二次冷却器的一种实施方式的结构示意图；

图4为图3中的N处的放大结构示意图；

图5为图4中的P处额放大结构示意图；

图6为图3的立体图；

图7为本实用新型中的结晶器安装在铸造炉面板时的结构示意图；

图8为图7中的Q处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

请先参见图3至图6，图3至图6揭示的是连铸结晶器的二次冷却器的一种实施方式，一种连铸结晶器的二次冷却器，包括具有第二铸造孔61的二次冷却器主体60和内喷水套62；绕所述内喷水套62的周向设有若干圈喷水孔，若干圈喷水孔沿内喷水套62的轴向排列设置；所述内喷水套62设置在所述二次冷却器主体60的第二铸造孔61内；所述内喷水套62的靠近二次冷却器6与一次冷却器1的结合处的一端设有环状凸圈621，该环状凸圈621沿内喷水套62的径向向内凸起；所述内喷水套62的靠近环状凸圈621的一圈喷水孔为第一圈喷水孔，第一圈喷水孔包括若干个第一喷水孔63；每个所述第一喷水孔63的孔轴线E与二次冷却器主体轴线F之间呈夹角α，α的取值范围为55°≤α≤65°，本实施例中，具体的，所述夹角α为60°，所述第一喷水孔63喷出的水可倾斜击打在所述环状凸圈621的内表面6210上，再反射向铸锭牵引前进方向C射去。本实用新型在使用时，从第一圈喷水孔的第一喷水孔63喷射出的高速水流，会击打到环状凸圈621上，具体的，是倾斜击打在环状凸圈621的内表面6210上，高速水流受到环状凸圈621的阻挡后发生反射，改变原来的水流方向，只能向与铸锭牵引前进方向C一致的方向射去，即远离一次冷却器1和二次冷却器6结合处的方向射去，形成与铸锭牵引前进方向C一致的水帘，从而阻隔二次冷却器6内的二次冷却水反向流往一次冷却器内，避免二次冷却水通过一次冷却器和二次冷却器之间的结合处进入一次冷却器内，也就防止了二次冷却水接触到一次冷却器内仍处于液态的管坯，避免了二次冷却水反向进入一次冷却器内对铸造造成的影响，达到提升安全性和稳定性的目的；此外，本实用新型中，与铸锭牵引前进方向一致的水帘能够加速推动二次冷却器内的二次冷却水向二次冷却器的出口方向流动，增大二次冷却器的二次冷却效果。

本实用新型中，优选的，所述内喷水套62的内部的各处内径D2是相同的，如此设置的优点在于，相对于现有技术而言，本实施例可以增大内喷水套62的表面积，使得所述内喷水套62能够容纳更多的喷水孔，从而提升二次冷却器的冷却能力。

本实用新型中，优选的，若干圈喷水孔沿内喷水套62的轴向交错排列，如此设置的优点在于，使得喷水孔在内喷水套62的分布更加均匀，有利于二次冷却器内的二次冷却水对铸造管的各处的冷却更加均匀，防止局部冷却过度或者未冷却到位的现象的发生。

本实用新型中，优选的，所述二次冷却器主体60设有进水管道604、回水管道606和溢流出水口607，所述回水管道606和溢流出水口607与所述第二铸造孔61连通，所述二次冷却器主体60的内壁具有环形凹槽，所述内喷水套62安装在二次冷却器主体60后将所述环形凹槽围成进水环腔605，所述进水环腔605与所述进水管道604、若干圈喷水孔连通，本实施例中，具体的，所述进水管道604有两支，分布与所述二次冷却器主体60的上部和下部，在使用时，二次冷却水通过进水管道604进入，然后进入所述进水环腔605，二次冷却水在进水环腔605再经喷水孔喷向第二铸造孔内的铸造管，对铸造管进行冷却，然后二次冷却水再由回水管道606和溢流出水口607流出，从而完成对二次冷却器内的铸造管的冷却。

本实用新型中，优选的，在所述溢流出水口607处设有导槽602，设置导槽602的目的在于，使溢流出二次冷却器的二次冷却水导向集中后再次流向已被牵引离开二次冷却器的铸造管的上表面，形成一段二次冷却器外的水冷区域，达到了进一步降低铸造管的温度作用。

本实用新型中，优选的，所述二次冷却器主体60下方设有导流板603，该导流板603可使溢流出水口607流出的二次冷却水汇集后流入炉前的二次水收集槽(图中未画出)中，从而减少溢流出水口607流出的二次冷却水的蒸发面积和减少熔铸车间较高浓度的空气粉尘落入二次冷却循环水中造成污染，预防因二次冷却水内污染物过多堵塞喷水孔造成的安全隐患。

本实用新型还提供一种结晶器(如图7至图8所示)，一种结晶器，包括石墨模具3、铜套4、具有第一铸造孔的一次冷却器1、二次冷却器6，以及铸造起引棒7，所述石墨模具3包括石墨模芯棒31和石墨模外套32，所述铜套4镶在所述石墨模具3的外表面，即镶在所述石墨模外套32的外表面，所述石墨模具3和铜套4设置在一次冷却器1的第一铸造孔内，所述铸造起引棒7插接在所述石墨模具3前端，所述二次冷却器6安装在一次冷却器1前端，所述一次冷却器1安装在铸造炉面板81上，所述二次冷却器6为前述的二次冷却器6。本实用新型在使用时，从第一圈喷水孔的第一喷水孔63喷射出的高速水流，会击打到环状凸圈621上，具体的，是击打在环状凸圈621的内表面6210上，高速水流受到环状凸圈621的阻挡后发生反射，改变原来的水流方向，只能向与铸锭牵引前进方向C一致的方向射去，即远离一次冷却器1和二次冷却器6结合处的方向射去，形成与铸锭牵引前进方向C一致的水帘，从而阻隔二次冷却器6内的二次冷却水反向流往一次冷却器内，避免二次冷却水通过一次冷却器和二次冷却器之间的结合处进入一次冷却器内，也就防止了二次冷却水接触到一次冷却器内仍处于液态的管坯，避免了二次冷却水反向进入一次冷却器内对铸造造成的影响，达到提升安全性和稳定性的目的；此外，本实用新型中，与铸锭牵引前进方向一致的水帘能够加速推动二次冷却器内的二次冷却水向二次冷却器的出口方向流动，增大二次冷却器的二次冷却效果。

本实用新型中，优选的，所述一次冷却器1包括一次冷却器主体10、前法兰18、后法兰19，以及冷却中间套5，所述前法兰18位于第一铸造孔的前端面，所述后法兰19位于第一铸造孔后端面，所述冷却中间套5位于第一铸造孔内。具体的，所述一次冷却器主体10、冷却中间套5和前法兰18是通过第一连接件装配成一体。具体的，所述一次冷却器主体10、冷却中间套5和前法兰18是通过第一连接件(图中未示出)装配成一体。本实用新型中，一次冷却器整体是通过第一连接件装配而成为一体的，因此，相对于现有技术中的焊接成型而言，本实用新型的一次冷却器1不存在焊接应力，结构更为牢固，各零部件装配后尺寸精度更高，在铸造使用过程中更不易出现铸造管结晶组织不均、结晶器变形、影响安装精度及铸造生产安全等问题，使用寿命更长；所述一次冷却器主体10是通过整块的坯料直接加工而成的，因此，本实用新型在安装或者拆卸时，由于所述一次冷却器主体10是整体式的，因此，在整体装配好之后，可以将整块一次冷却器主体10及装配于其上的其他部件整体吊运至铸造炉水平铸造出铜口上，一次便可完成多孔铸造的安装，非常方便，拆卸时，也可以将整块一次冷却器主体10及装配于其上的其他部件整体吊运离开铸造炉水平铸造出铜口，操作方便，拆装效率高，工作量更少。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连铸结晶器的二次冷却器，包括具有第二铸造孔(61)的二次冷却器主体(60)和内喷水套(62)；

绕所述内喷水套(62)的周向设有若干圈喷水孔，若干圈喷水孔沿内喷水套(62)的轴向排列设置；

所述内喷水套(62)设置在所述二次冷却器主体(60)的第二铸造孔(61)内；其特征在于，

所述内喷水套(62)的靠近二次冷却器(6)与一次冷却器(1)的结合处的一端设有环状凸圈(621)，该环状凸圈(621)沿内喷水套(62)的径向向内凸起；

所述内喷水套(62)的靠近环状凸圈(621)的一圈喷水孔为第一圈喷水孔，第一圈喷水孔包括若干个第一喷水孔(63)；

每个所述第一喷水孔(63)的孔轴线E与二次冷却器主体轴线F之间呈夹角α，α的取值范围为55°≤α≤65°。

2.根据权利要求1所述的连铸结晶器的二次冷却器，其特征在于，所述第一喷水孔(63)喷出的水可倾斜击打在所述环状凸圈(621)的内表面(6210)上。

3.根据权利要求1或2所述的连铸结晶器的二次冷却器，其特征在于，所述内喷水套(62)的内部的各处内径D2是相同的。

4.根据权利要求3所述的连铸结晶器的二次冷却器，其特征在于，若干圈喷水孔沿内喷水套(62)的轴向交错排列。

5.根据权利要求1或2所述的连铸结晶器的二次冷却器，其特征在于，所述二次冷却器主体(60)设有进水管道(604)、回水管道(606)和溢流出水口(607)，所述回水管道(606)和溢流出水口(607)与所述第二铸造孔(61)连通，所述二次冷却器主体(60)的内壁具有环形凹槽，所述内喷水套(62)安装在二次冷却器主体(60)后将所述环形凹槽围成进水环腔(605)，所述进水环腔(605)与所述进水管道(604)、若干圈喷水孔连通。

6.根据权利要求5所述的连铸结晶器的二次冷却器，其特征在于，在所述溢流出水口(607)处设有导槽(602)。

7.根据权利要求1或2所述的连铸结晶器的二次冷却器，其特征在于，所述二次冷却器主体(60)下方设有导流板(603)。

8.一种结晶器，包括石墨模具(3)、铜套(4)、具有第一铸造孔的一次冷却器(1)、二次冷却器(6)，以及铸造起引棒(7)，所述铜套(4)镶在所述石墨模具(3)的外表面，所述石墨模具(3)和铜套(4)设置在一次冷却器(1)的第一铸造孔内，所述铸造起引棒(7)插接在所述石墨模具(3)前端，所述二次冷却器(6)安装在一次冷却器(1)前端，所述一次冷却器(1)安装在铸造炉面板(81)上，其特征在于，所述二次冷却器(6)为权利要求1至6中任意一项权利要求所述的二次冷却器(6)。

9.根据权利要求8所述的结晶器，其特征在于，所述一次冷却器(1)包括一次冷却器主体(10)、前法兰(18)、后法兰(19)，以及冷却中间套(5)，所述前法兰(18)位于第一铸造孔的前端面，所述后法兰(19)位于第一铸造孔后端面，所述冷却中间套(5)位于第一铸造孔内。

10.根据权利要求9所述的结晶器，其特征在于，所述一次冷却器主体(10)、冷却中间套(5)和前法兰(18)是通过第一连接件装配成一体。

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