专利名称：可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置的制作方法
技术领域：
本发明属于金属过铸工艺技术领域。
技术背景高效连铸的核心发展是高拉速、高质量无缺陷铸坯的生产。在高拉速下，结晶器 巻渣是困扰连铸生产的最大技术难题之一。国内外研究人员通过多年的研究发现在结 晶器液面造成巻渣的机理共有五种，分别是1、表面巻渣；2、漩涡巻渣；3、 Kelvin-Hdmholz非稳定流巻渣；4、在浸入式水口纵向上压力分布不均造成的非稳态 巻渣；5、氩气泡巻渣，其中前四种巻渣机理都与水口左右相互流动有关，所以现有 的抑制结晶器巻渣的技术和方法都从控制结晶器液面波动着手，如电磁制动技术。但 电磁制动技术要达到较好的制动效果，资源消耗大、设备复杂，技术方面还存在诸多 问题。 发明内容本发明的目的是提供一种能控制液面流场和波动、抑制和减少巻渣的连铸结晶器 装置。本发明是一种可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置，该装置包括有金属熔液 中间包、浸入式水口、液面保护渣、铸坯、结晶器、引锭杆；其特征在于在结晶器 上方两侧还设置有将自消耗式金属板喂送入结晶器内金属熔液中的喂送或给进机构； 即自消耗式金属板通过一对矫直辊、导向辊和一对输送辊穿过液面保护渣插入并浸入 结晶器内的金属熔液中，并以一定喂送或给进速度运行；其作用是防止或减少液面的 巻渣现象。上述装置的主体部分与传统常规的装置相同，即就是带有冷却水包的金属液结 晶器的顶部中间位置设置有一金属液中间包，其下面有一浸入式水口插入并浸入于结 晶器内的金属液中，并有锥形柱塞调节金属液流出量；在结晶器底部设置有可拉伸移 动的引锭杆，可将凝固后的铸坯向下拉出。自消耗金属板的成分与结晶器内连铸坯的成分相同；金属板的厚度最适宜为 0.1 1.0mm;宽度小于或等于过铸坯的宽度。所述的自消耗式金属板的喂送或给进速度最适宜为50 80m/min。本发明装置根据结晶器内巻渣产生的机理，为了抑制结晶器液面金属液的水平流 动，也即控制液面的流场和波动，采用自消耗式与铸坯的同一成的金属板，从二侧插 入浸入结晶器金属液内，这样可减少和抑制在液面的巻渣现象，减少结晶器内巻渣， 从而提高连铸坯的质量。
图1为本发明的连铸结晶器装置的简单示意图。
具体实施方式
实施例一参见图l，本发明结晶器装置包括有金属液中间包l、浸入式水口2、矫直辊、导向辊4、输送辊5、自消耗式金属板6、保护渣7、铸坯8、水冷式结 晶器9和引锭杆10。该装置的主体部分与传统常规的结晶器相同，即就是带有冷却水包的金属结晶器9的顶部中间位置设置有一金属液中间包1，其下面有一浸入式水口 2插入并浸入 于结晶器内的金属液中，并有锥形柱塞调节金属液流出量；在结晶器9底部设置有可 拉伸移动的引锭杆IO，可将凝固后的铸坯向下拉出。在结晶器9上方两侧还设置有将自消耗式金属板6喂送入结晶器内金属熔液中的 喂送式给进机构；即自消耗式金属板6通过一对矫直辊5、向导辊4和一对输送辊5 穿过液面保护渣7插入并浸入结晶器内的金属熔液中，并以一定喂送或给进速度运 行，其作用是防止或减少液面的巻渣现象。本实施例的操作情况简单描述如下如图所示，在常规连铸过程中，中间包1 中的高温金属液通浸入式水口 2进入结晶器9内，进入结晶器9内的金属液具有很大 动能，在结晶器9 了液面波动，液面漩涡，Kelvin-Helmholz非稳定流以及模向交叉 流在浸入式水口两侧形成不同的压力，这些因素都会引起保护渣7巻入连铸坯8内。 在本发明中，在结晶器9液面部分布置有自消耗式金属板6，自消耗式金属板6是用 与连铸坯同样成分的金属制成的厚成为0.1 1.0mm，宽度小于或等于连铸坯宽度的 金属板。在连铸开浇之后，自消耗式金属板6通过由矫直辊3、导向辊4、输送辊5 组成的给进装置以50 80m/min的速度连续或间断地传送到高温的金属液内，最终冷 却凝固的连铸坯通过结晶器下部的引锭杆10向下拉出。本发明装置还可通过自消耗金属板在结晶器宽度上不同位置来控制和优化结晶 器内液面流场，可满足高速高效和高质量连铸坯的工业要求。
权利要求
1.一种可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置，该装置包括有金属液中间包(1)，浸入式水口(2)、液面保护渣(7)、铸坯(8)、结晶器(9)、引锭杆(10)；其特征在于在结晶器(9)上方两侧还设置有将自消耗式金属板(6)喂送入结晶器内金属熔液中的喂送或给进机构；即自消耗式金属板(6)通过一对矫直辊(3)、导向辊(4)和一对输送辊(5)穿过液面保护渣(7)插入并浸入结晶器内的金属熔液中，并以一定喂送或给进速度运行；其作用是防止或减少液面的卷渣现象。
2. 如权利要求1所述的一种可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置，其特征在于 该装置的主体部分与传统常规的装置相同，即是带有冷却水包的金属液结晶器 (9)的顶部中间位置设置有一金属液中间包(1)，其下面有一浸入式水口(2)插入并 浸入于结晶器内的金属液中，并有锥形柱塞调节金属液流出量；在结晶器(9)底部 设置有可拉伸移动的引锭杆(IO)，可将凝固后的铸坯向下拉出。
3. 如权利要求l所述的一种可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置，其特征在于 所述的自消耗金属板(6)的成分与结晶器内连铸坯的成分相同；金属板(6)的厚度最 适宜为0.1 1.0mm;宽度小于或等于过铸坯的宽度。
4. 如权利要求1所述的一种可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置，其特征在于 所述的自消耗式金属板(6)的喂送或给进速度最适宜为50 80m/min。
全文摘要
一种可控制液面流场和波动的连铸结晶器装置，属金属连铸工艺技术领域。本发明根据结晶器内卷渣产生的机理，抑制结晶器液面金属液的水平流动，从而减少结晶器液面卷渣现象。本发明装置其主体部分基本与传统常用的结晶器相同，不同的是在结晶器上方两侧设置有自消耗式金属板及其喂送给进机构，即自消耗金属板通过矫直辊、导向辊和输送辊插入进入结晶器的金属液中，最终由引锭杆牵拉出连铸铸坯。本装置的结构包括有金属液中间包(1)，浸入式水口(2)、矫直辊(3)、导向辊(4)、输送辊(5)、自消耗式金属板(6)、保护渣(7)、铸坯(8)、水冷式结晶器(9)和引锭杆(10)。本装置可减少和抑制在结晶器内产生卷渣，从而可提高连铸铸坯的质量。
文档编号B22D11/11GK101219464SQ200710047480
公开日2008年7月16日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者任忠鸣, 贾洪海, 康 邓, 钟云波, 雷作胜 申请人:上海大学