雙曲線型結晶器銅管的製作方法
2023-04-29 09:14:36
專利名稱：雙曲線型結晶器銅管的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金連鑄設備用的結晶器銅管，具體涉及一種採用雙曲線錐度設計的新型結晶器銅管。
背景技術：
結晶器是整個連鑄機的第一個冷卻設備，其冷卻性能直接影響著鑄坯的質量，是連鑄機的「心臟」。在結晶器中發生的物理過程繁多，有鋼液的流動、相變、凝固，鑄坯的收縮變形以及各種方式的傳熱、傳質過程。鋼水、保護渣、坯殼和結晶器構成一個複雜的熱狀態和力學狀態的耦合體系。結晶器內出現的鑄坯質量問題(如脫方、鼓肚、角部裂紋、縱裂、表面凹陷等)都與坯殼和銅管之間的傳熱不均勻有關。鋼液在結晶器內凝固時產生的熱收縮，在坯殼與結晶器之間形成氣隙，極大地阻礙了熱量的傳遞，降低了冷卻效果，使坯殼變薄。由於現在連鑄拉速越來越高，對結晶器冷卻效率要求也就越高。因此為了改善冷卻條件，坯殼與結晶器銅管之間必須有良好接觸，結晶器的內腔應該呈倒錐度設計，以適應坯殼的凝固收縮，減小氣隙，增加坯殼厚度。大量實踐證明，對結晶器銅管採用倒錐度設計處理能夠很好地解決結晶器內產生的鑄坯質量問題。要使結晶器適合高拉速的要求，必須設計合理的錐度曲線。過大的錐度會造成結晶器對坯殼的擠壓，導致角部凹陷，坯殼與結晶器的摩擦增加，加劇結晶器的磨損，還會出現表面增銅。在角部區域，由於氣隙的作用會形成熱點，反而造成坯殼減薄並引起裂紋。錐度太小會使氣隙增大、熱流減小、坯殼減薄、容易發生漏鋼；另外錐度過小會使角部轉動加劇，誘發皮下裂紋和縱向凹陷的產生。由於氣隙厚度的不均勻性以及結晶器縱向氣隙形狀的不規則，單一錐度結晶器並不能很好地消除氣隙的不良影響，尤其是在連鑄低碳鋼或者是高速連鑄時，其不足尤為明顯。為此，伴隨著高速連鑄的發展，發展了雙錐度、三錐度、四錐度及拋物線錐度等多錐度的結晶器。多錐度結晶器的縱向形狀更符合結晶坯殼的實際規律，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮，使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小，更好地消除了氣隙的不良影響，增加了整個結晶器的傳熱效果，為連鑄高效化提供了保證。如中國實用新型專利「01250557. 9結晶器銅管」。摘要結晶器銅管是一種用於鑄鋼連鑄機的配件。鋼水直接澆鑄在結晶器銅管內，在銅管內連續冷卻成型拉出鋼坯，為了解決銅管工作過程與冷卻的坯殼時而接觸時而分離的問題，結晶器銅管仍為向一側彎曲的方形或矩形的銅管，銅管內腔從上口至下口為錐形，銅管內腔從上口至下口為錐度分段的雙錐或三錐或多錐，或者拋物線型內腔形狀， 上段或上部分的錐度大於下段或下部分的錐度。最好直面的錐度大於弧面的錐度。避免工作過程中坯殼與銅管內壁出現氣隙，更加符合坯殼收縮變化規律。中國實用新型專利「200520008088. 8雙W型高拉速結晶器銅管」。摘要本發明涉及連續鑄鋼機中的結晶器銅管。該結晶器銅管的內壁縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段組成，兩線段相切，並給出了該結晶器銅管的內壁縱剖面曲線方程，整個結晶器銅管內壁的縱剖面曲線具有連續的倒錐度。銅管內腔形狀的變化率恰好能夠完全補償凝固坯殼的收縮率，凝固坯殼與銅管內壁間既不因錐度不足而出現氣隙(理論上無氣隙)，也不因錐度過大而引起擠壓力。多錐度結晶器的縱向形狀更符合結晶坯殼的實際規律，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮，使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小，更好地消除了氣隙的不良影響，增加了整個結晶器的傳熱效果，為連鑄高效化提供了保證。鋼液在彎月面附近的收縮較大，在該區域的錐度變化更為劇烈。採用拋物線錐度曲線設計的話，在彎月面處較難獲得大梯度，因此本專利了發展一種光滑的而且在彎月面附近有較大曲線梯度的設計方法，該方法叫雙曲線錐度設計。
發明內容
本發明的目的是提供一種雙曲線型結晶器銅管，克服拋物線錐度曲線在彎月面處較難獲得大梯度的缺點，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮，使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小，更好地消除了氣隙的不良影響，增加了整個結晶器的傳熱效果，為連鑄高效化提供了保證。本發明的技術方案是一種雙曲線型結晶器銅管，其特徵在於結晶器內腔錐度曲線為雙曲線，四個面的錐度曲線均為雙曲線，在彎月面附近有較大曲線梯度，所述的結晶器銅管雙曲線錐度曲線，符合如下錐度曲線公式
權利要求
1. 一種雙曲線型結晶器銅管，其特徵在於結晶器內腔錐度曲線為雙曲線，四個面的錐度曲線均為雙曲線，在彎月面附近有較大曲線梯度，所述的結晶器銅管雙曲線錐度曲線， 符合如下錐度曲線公式
全文摘要
一種雙曲線型結晶器銅管，其特徵在於結晶器內腔錐度曲線為雙曲線，四個面的錐度曲線均為雙曲線，在彎月面附近有較大曲線梯度，以便更好地迎合彎月面附近對錐度的要求，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮,使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小,更好地消除了氣隙的不良影響,增加了整個結晶器的傳熱效果,滿足高拉速對結晶器銅管的要求。
文檔編號B22D11/059GK102335729SQ201110324670
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者倪賽珍, 李富帥, 陶金明 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司