不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器的製作方法
2023-09-23 03:38:45 3
專利名稱：不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器。
背景技術：
軟接觸電磁連鑄技術是在傳統連鑄結晶器銅管上均勻或不均勻的切割出若干縫隙，並在縫隙外施加高頻電磁場，電磁場透過縫隙與鋼液中感應出的表面電流相互作用產生指向鑄坯內部的電磁壓力。該電磁壓力部分抵消了鋼水靜壓力，使熔融鋼液在彎月面處凸起，與結晶器內壁呈非接觸或接觸摩擦力很小的狀態(又稱軟接觸，一般非接觸氣隙＜1mm)，因此，保護渣的流入通道變寬，能夠均勻流入，從而減輕了由於結晶器振動造成的動壓變化而引起的表面振痕。同時，由於潤滑和傳熱條件的改善，裂紋等質量缺陷明顯降低。
結晶器是軟接觸電磁連鑄技術的核心，歸結起來主要有三種類型一是切縫分瓣外水冷型。該類結晶器與傳統結晶器非常類似。為了讓電磁場透過結晶器作用於金屬熔體，結晶器壁(又稱銅管)上按一定方式切割出若干縫隙，縫隙之間利用特殊方法和材料密封，以防止不鏽鋼外水套內的水滲入到鋼液中。該類結晶器設計和製造比較簡單，電磁透磁能力大，對現有的連鑄機的改造較少，適合於軟接觸電磁連鑄；但它對密封材料和密封方法要求特別高，在連鑄生產中存在安全和事故隱患。二是切縫分瓣內水冷型。該類結晶器與懸浮熔煉的水冷銅坩堝類似，一般沒有類似於傳統結晶器的不鏽鋼外水套，其冷卻完全依靠空心的分瓣體內部通水冷卻。在同樣冷卻條件下，該類結晶器尺寸較大，電磁場的透磁壓力小，結晶器分瓣體的設計和製造困難，冷卻水路複雜，分瓣體強度和尺寸精度較差。但相對於第一類結晶器，它不存在高壓冷卻水的洩漏問題，比較安全可靠，透磁壓力小的問題也可以通過提高電源的功率得到改善。軟接觸電磁連鑄第三類結晶器是不切縫結晶器，其基本要求是採用特殊高電阻率材料製造類似於傳統結晶器的銅管，比如專利1415443A就是這類結晶器，但對材料要求特別高，現還沒有找到合適的特種材料。對於前二種結晶器來說，切縫可以是通體或不通體，均勻或不均勻分瓣，直切縫或斜切縫等。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，它採用了分段不等厚銅管，在銅管相鄰縫之間均勻的加工出一定量的內水縫，結構簡單，設計製造容易，安全可靠，對現有連鑄機的改造少，並且水路系統也大大簡化。
本實用新型是這樣實現的一種不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，包括分瓣式銅管、電磁線圈、進水管、出水管、上、下水箱隔板、結晶器外殼，其特徵是分瓣式銅管為不等厚銅管，銅管分為上、下二段，上段銅管厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫，切縫沿圓周均布，在相鄰兩個切縫間開有內水縫，內水縫的長度小於或等於上段銅管長度，內水縫與上水箱相通，上水箱沿殼體上開有出水口，下段銅管外側裝有外水套，外水套上端與上段銅管底部經螺栓相連接，外水套上端頂部開有凹槽內置密封件，外水套下端接進水管，在下段銅管與外水套間形成外水套水縫，外水套水縫與上段銅管內水縫相連通。
上述的不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，所述內水縫的長度等於上段銅管長度，在上段銅管上部沿徑向開有出水分口，出水分口與上水箱相通；所述內水縫的長度小於上段銅管長度，內水縫頂部為出水分口，出水分口與上水箱相通。
上述的不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，所述不等厚銅管的橫截面為圓形或方形。
本實用新型採用非通體切縫，即結晶器只在電磁場作用範圍內進行切縫處理；結晶器為分段不等厚銅管，上段厚銅管長度只佔結晶器總長度的一小部分，因此可很容易的在銅管外壁內加工出內水縫，並且加工精度很高，解決了其它分瓣內水冷結晶器不能解決的問題。銅管內水縫在各個分瓣體內部，互不連通，並且整個結晶器銅管上沒有任何焊接處理，保證了結晶器高溫澆鑄強度，消除了水洩漏的隱患。另外，由於分段不等厚銅管為整體結構，因而直接在上面加工內水縫不受切縫分瓣數量的限制，可以大幅度增加切縫數量提高電磁場的透磁能力，解決目前內水冷電磁軟接觸結晶器普遍透磁壓力小的缺點。與現有的其它軟接觸電磁連鑄結晶器相比較，本實用新型採用不等厚銅管解決了外水冷結晶器的密封不可靠問題，實現了單獨切縫分瓣體的獨立內水冷系統，消除了水洩漏隱患；同時，本實用新型加工簡單易行，並可以實現強透磁多分瓣結構。另外，本實用新型在結晶器未切縫段保留了不鏽鋼外水套和窄水縫結構，窄水縫與不等厚銅管在不等徑段連接方便，改變了目前許多內水冷結晶器的冷卻不均的問題。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器示意圖；圖2為內水縫長度小於上段銅管長度的結晶器結構示意圖；圖3為圖1中A-A剖面為圓坯結晶器的剖視圖；圖4為圖1中A-A剖面為方坯結晶器的剖視圖；圖5為內水縫長度與上段銅管相等的銅管示意圖；圖6為圖5中B-B剖視圖；圖7為內水縫長度小於上段銅管長度的銅管示意圖；圖8為圖7中C-C剖視圖。
圖中1不等厚銅管，2切縫，3銅管切縫段內水縫，4外水套窄水縫，5銅管未切縫段外水套，6電磁線圈，7電磁線圈固定套，8進水管，9出水分管(出水分口)，10出水管(出水口)，11上壓板，12下壓板，13上水箱隔板(上水箱)，14外殼，15密封件，16EMS電磁攪拌器，17下水箱隔板(下水箱)。
具體實施方式
參見圖1、圖2，一種不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，包括分瓣式銅管1、電磁線圈6、進水管8、出水管10、上、下水箱隔板13、17、結晶器外殼14、EMS電磁攪拌器16。分瓣式銅管1為不等厚銅管，銅管1分為上、下二段。上段銅管1厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫2，切縫2沿圓周均布，在相鄰兩個切縫2間開有內水縫3，內水縫3的長度小於或等於上段銅管1長度，內水縫3與上水箱13相通，上水箱13沿殼體14上開有出水口10。下段銅管外側裝有外水套5，外水套5上端與上段銅管1底部經螺栓相連接，外水套5上端頂部開有凹槽內置密封件15，外水套5下端接進水管7，在下段銅管1與外水套5間形成外水套水縫4，外水套水縫4與上段銅管1內水縫3相連通。冷卻水從進水管8進入結晶器，經過下段銅管外的外水套5包圍的窄水縫4後，分成若干獨立的水路分別進入上段銅管內水縫3。
上段銅管1的壁厚等於下段銅管1壁厚加內水縫3徑向尺寸加上段銅管1內水縫3外壁厚。結晶器只在上段銅管1作切縫處理，切縫長度根據電磁線圈6的磁場作用長度確定。由於結晶器的上段銅管1長度只佔結晶器總長度的一小部分，可以很容易的在上段銅管1外壁內加工出內水縫3，並且加工精度可達到很高。由於銅管內水縫3是在各個分瓣體內部，互不連通，並且整個結晶器銅管1上沒有任何焊接處理，可以保證結晶器高溫澆鑄強度，消除了水洩漏的隱患。另外，由於本實用新型採用分段不等厚銅管為整體結構，因而直接在上面加工內水縫3不受切縫2分瓣數量的限制，可以大幅度增加切縫2數量提高電磁場的透磁能力。
參見圖5、圖6，不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器的上段銅管1內水縫3的長度等於上段銅管1長度，在上段銅管1上部沿徑向開有出水分口9，出水分口9與上水箱13相通。
參見圖7、圖8，不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器的上段銅管1內水縫3的長度小於上段銅管1長度，內水縫3頂部為出水分口9，出水分口9與上水箱13相通。
參見圖3、圖4，不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器的不等厚銅管1的橫截面可為圓形或方形。
同其它軟接觸電磁連鑄結晶器比較，本實用新型採用不等厚銅管解決了外水冷結晶器的密封不可靠問題，實現了單獨切縫分瓣體的獨立內水冷系統，消除了水洩漏隱患；同時，本實用新型加工簡單易行，並可以實現強透磁多分瓣結構。另外，本實用新型在結晶器未切縫段保留了不鏽鋼外水套和窄水縫結構，窄水縫與不等厚銅管在不等徑段連接方便，解決了現有的內水冷結晶器的冷卻不均的問題。
權利要求1.一種不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，包括分瓣式銅管、電磁線圈、進水管、出水管、上、下水箱隔板、結晶器外殼，其特徵是分瓣式銅管為不等厚銅管，銅管分為上、下二段，上段銅管厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫，切縫沿圓周均布，在相鄰兩個切縫間開有內水縫，內水縫的長度小於或等於上段銅管長度，內水縫與上水箱相通，上水箱沿殼體上開有出水口，下段銅管外側裝有外水套，外水套上端與上段銅管底部經螺栓相連接，外水套上端頂部開有凹槽內置密封件，外水套下端接進水管，在下段銅管與外水套間形成外水套水縫，外水套水縫與上段銅管內水縫相連通。
2.根據權利要求1所述的不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，其特徵是內水縫的長度等於上段銅管長度，在上段銅管上部沿徑向開有出水分口，出水分口與上水箱相通。
3.根據權利要求1所述的不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，其特徵是內水縫的長度小於上段銅管長度，內水縫頂部為出水分口，出水分口與上水箱相通。
4.根據權利要求1所述的不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，其特徵是不等厚銅管的橫截面為圓形或方形。
專利摘要本實用新型涉及分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器。一種不等厚銅管分瓣式內水冷電磁軟接觸連鑄結晶器，其特徵是分瓣式銅管為不等厚銅管，銅管分為上、下二段，上段銅管厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫，切縫沿圓周均布，在相鄰兩個切縫間開有內水縫，內水縫的長度小於或等於上段銅管長度，內水縫與開有出水口的上水箱相通，下段銅管外側裝有外水套，外水套上端與上段銅管底部經螺栓相連接，外水套上端頂部開有凹槽內置密封件，外水套下端接進水管，在下段銅管與外水套間形成外水套水縫，外水套水縫與上段銅管內水縫相連通。本實用新型解決了結晶器密封不可靠問題，結構簡單，設計製造容易，安全可靠，並且水路系統大大簡化。
文檔編號B22D11/04GK2764527SQ20042011050
公開日2006年3月15日 申請日期2004年11月30日 優先權日2004年11月30日
發明者張永傑, 侯曉光 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司