专利名称：能提高细晶凝固的连铸结晶器的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金行业的连铸机设备，尤其是钢水连铸设备中带有镀层的结晶器。
背景技术：
众所周知，钢水连铸设备中结晶器的作用主要是对钢水进行冷却，然后连续浇铸出钢坯，并使冷却的钢坯具有一定的初始形状。钢包中的钢水通过中间包进入结晶器，然后在结晶器中开始凝固，开始凝固的时候，在结晶器中形成很薄的坯壳，随着时间的推移，该坯壳逐渐变厚，然后内部还没有完全凝固的钢坯离开结晶器，在二冷段上继续冷却，直到完全凝固。
现有技术中的结晶器为矩形或圆形筒体，筒体主要由铜材制成，筒体壁内设有冷却水管。由于结晶器以一定的频率上下振动，而连铸坯以一定的速度向下运动，所以，结晶器与连铸坯之间存在着摩擦，为了延长结晶器的使用寿命，一般在筒体1内表面镀有镀层2(如图1所示)，镀层材料一般为具有高耐磨性的金属、合金以及金属化合物，比如镍、铬，以及钛、钨等金属的碳化物、氮化物和氧化物。
通过连铸得到的钢坯，其表面一层为细小的等轴晶，等轴晶下面为柱状晶，在钢坯芯部为等轴晶。连铸过程中，希望连铸坯中能够形成更多的等轴晶，减少柱状晶。因为细小的等轴晶具有良好的强度和韧性，能够提高成品钢材的质量，改善钢材的使用性能；柱状晶多则导致钢材的性能下降。而目前的结晶器镀层只能提高结晶器的耐磨性能，对提高连铸坯的使用性能、提高成品钢材的质量并没有帮助。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高细晶凝固的连铸结晶器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是能提高细晶凝固的连铸结晶器，它为筒体，筒体的内表面镀有镀层，用于镀层的材料中包括稀土氧化物。
上述方案中，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的0.1-10％。
上述方案中，稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的氧化物中的一种或几种的组合物。
上述方案中，用于镀层的材料主要包括金属铬、镍中的一种或两种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8-10％为最佳。
上述方案中，用于镀层的材料主要包括氮化物，氮化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的氮化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8-10％为最佳。
上述方案中，用于镀层的材料主要包括碳化物，碳化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的碳化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-5％最佳。
上述方案中，用于镀层的材料主要包括氧化物，氧化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的氧化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-8％为最佳。
上述方案中，最佳为稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆的氧化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-10％。
本发明连铸结晶器的用于镀层的材料中包括稀土氧化物，稀土氧化物与其它材料组成的复合陶瓷材料具有较高的热传导性，使得结晶器具有更好的凝固特性，能够促进钢水的细晶凝固，可提高连铸坯的使用性能，可提高成品钢材的质量。
另外，稀土氧化物与其它材料组成的复合陶瓷材料具有热膨胀系数小的特性，共价键性极强，有利于提高镀层的硬度，耐腐蚀性好。
本发明结晶器，如果其镀层稀土氧化物含量过小，无法起到提高细晶凝固的作用；如果其镀层稀土氧化物含量过大，会降低镀层的强度；因此，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的0.1-10％，占用于镀层的材料总重的2-10％为最佳。
图1为结晶器的轴向剖视图具体实施方式
本发明能提高细晶凝固的连铸结晶器(如图1所示)，它为筒体1，筒体1由铜材制成，筒体1的内表面镀有镀层2，用于镀层的材料中包括稀土氧化物。
本发明连铸结晶器实施例1，其用于镀层的材料中包括金属铬、稀土氧化物；稀土氧化物为镧、铈、铕、钆的氧化物的组合物，各稀土氧化物重量份比为1∶1∶1∶1。稀土氧化物占用于镀层的材料总重的10％。
本发明连铸结晶器实施例2，其用于镀层的材料中包括钛的氮化物、硅的氮化物、稀土氧化物；稀土氧化物为铕的氧化物，钛的氮化物、硅的氮化物重量份比为1∶1。稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8％。
本发明连铸结晶器实施例3，其用于镀层的材料中包括钨的碳化物、稀土氧化物；稀土氧化物为铕的氧化物，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2％。
本发明连铸结晶器实施例4，其用于镀层的材料中包括铝的氧化物、稀土氧化物；稀土氧化物为铕的氧化物，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的5％。
本发明连铸结晶器实施例5，其用于镀层的材料中包括铝的氧化物、钨的碳化物、稀土氧化物；稀土氧化物为镨、钕、钷、钐、铕的氧化物的组合物，各稀土氧化物重量份比为1∶1∶1∶1∶1。钒的氧化物、镍的碳化物重量份比为1∶1。稀土氧化物占用于镀层的材料总重的5％。
本发明连铸结晶器实施例6，其用于镀层的材料中包括钛的碳化物、稀土氧化物；稀土氧化物为铕的氧化物，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的3％。
上述本发明实施例并非穷举，实际上稀土氧化物占用于镀层的材料总重的0.1-10％即可，占用于镀层的材料总重的2-10％最佳。稀土氧化物可为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的氧化物中的一种或几种的组合物，稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆的氧化物中的一种或几种的组合物最佳。
用于镀层的材料主要包括金属铬、镍中的一种或两种的组合物时，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8-10％最佳。
用于镀层的材料主要包括氮化物时，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8-10％最佳。氮化物可为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的氮化物中的一种或几种的组合物。
用于镀层的材料主要包括碳化物时，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-5％最佳。碳化物可为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的碳化物中的一种或几种的组合物。
用于镀层的材料主要包括氧化物时，稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-8％最佳。氧化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的氧化物中的一种或几种的组合物。
上述实施例中，将用于镀层的材料镀在铜制筒体内表面的方法为将用于镀层的材料均匀混合，采用热喷涂或者电镀或化学镀的方法使镀层材料与基体牢固结合。镀层厚度为0.15mm到6mm之间。
使用现有镀层结晶器得到的连铸坯，其表面等轴晶的尺寸为一般30-50μm。使用上述本发明结晶器实施例，得到的连铸坯表面等轴晶晶粒尺寸为一般为9-30μm，尤其是使用本发明结晶器实施例2、6生产的连铸坯其表面等轴晶晶粒尺寸一般为9-15μm，同时，连铸坯的等轴晶率比传统结晶器提高20-30％，对于细化晶粒具有很好的效果。
权利要求
1.能提高细晶凝固的连铸结晶器，它为筒体(1)，筒体(1)的内表面镀有镀层(2)，其特征在于用于镀层的材料中包括稀土氧化物。
2.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于稀土氧化物占用于镀层的材料总重的0.1-10％。
3.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的氧化物中的一种或几种的组合物。
4.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于用于镀层的材料主要包括金属铬、镍中的一种或两种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8-10％。
5.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于用于镀层的材料主要包括氮化物，氮化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的氮化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的8-10％。
6.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于用于镀层的材料主要包括碳化物，碳化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的碳化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-5％。
7.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于用于镀层的材料主要包括氧化物，氧化物为钛、钒、铬、硅、铝、镍、钨的氧化物中的一种或几种的组合物稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-8％。
8.如权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆的氧化物中的一种或几种的组合物；稀土氧化物占用于镀层的材料总重的2-10％。
全文摘要
本发明涉及能提高细晶凝固的连铸结晶器，它为筒体(1)，筒体(1)的内表面镀有镀层(2)，用于镀层的材料中包括稀土氧化物。本发明连铸结晶器的用于镀层的材料中包括稀土氧化物，稀土氧化物与其它材料组成的复合陶瓷材料具有较高的热传导性，使得结晶器具有更好的凝固特性，能够促进钢水的细晶凝固，可提高连铸坯的使用性能，可提高成品钢材的质量。另外，稀土氧化物与其它材料组成的复合陶瓷材料具有热膨胀系数小的特性，共价键性极强，有利于提高镀层的硬度，耐腐蚀性好。
文档编号B22D11/11GK101024242SQ20061012545
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月13日 优先权日2006年12月13日
发明者黄诚, 宋世炜, 牛龙, 顾力平 申请人:武汉钢铁(集团)公司