专利名称：一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于连续铸钢设备技术领域，具体涉及一种二元冷却型薄板坯 连铸结晶器。
背景技术：
薄板坯连铸结晶器是由两个宽面模板和两个窄面模板组成。生产薄板坯 时，液态钢水源源不断地自结晶器上部的浸入式水口注入结晶器，经结晶器 冷却凝固等作用后，在结晶器下部形成截面呈矩形的坯壳，坯壳内部是液态 钢水，在结晶器下方拉坯机的拖动下，坯壳沿着结晶器自上而下连续产出。 薄板坯连铸宽面模板水道的作用是为结晶器提供冷却水的通道，背面水道截 面的形状通常为矩形水道、组合矩形水道、带圆弧过渡的组合矩形水道几种。 这种水道冷却方式在矩形水道或组合矩形水道边部与底部的直角处会形成对 结晶器热传导在水平方向上的不均等，属一元传热冷却方式，是造成结晶器 冷却不均匀的根源；带圆弧过渡的组合矩形水道，虽考虑了部分二元冷却性, 但由于水道宽度受制造的限制，在曲面型腔曲率半径大的位置会产生宽度方
向上的非等距偏差，形成了冷却的不均匀性；以上几种水道形式均要设置保 证水流截面相等的镶条，增加了制造和安装的难度；以上几种水道形式在螺 栓孔位置无法布置，不能达到理论上的水道冷却密度；以上几种水道形式未 能充分考虑宽面铜板热面与冷面较大热膨胀差问题，会产生宽面铜板在使用 过程中的过大变形。上述情况会造成铸坯产生纵向裂纹和铜板局部过热产生 软化、蠕变、热裂、浸蚀等质量缺陷。
发明内容
为解决现有技术的上述缺陷，本实用新型目的在于用于提供一种冷却分布 合理，能有效减少铸坯的质量缺陷的二元冷却型薄板坯连铸结晶器。该二元 冷却型薄板坯连铸结晶器能有效减少铸坯纵向裂纹和铜板局部过热而软化、 蠕变、浸蚀、热裂等质量缺陷，可生产包晶钢等裂纹敏感钢种，也可提高结 晶器铜板的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是该二元冷却型薄板坯连 铸结晶器由对称设置的两块宽面模板和两块窄面模板组成，所述宽面模板的 工作面具有曲面部分和平面部分，其特征在于所述宽面模板在距铜板热面 相应距离设置圆形组合冷却深孔，圆形组合冷却深孔由位于所述曲面部分的 圆形深孔和位于所述平面部分的圆形短孔构成，圆形深孔和圆形短孔相连通， 所述圆形深孔与其相应纵向截面形成夹角a ,所述圆形短孔与其相应纵向截 面平行，圆形组合冷却深孔的两端设置密封堵头，在宽面模板的铜板背腔设 置上通水槽和下通水槽，多个圆形组合冷却深孔与上、下通水槽相通形成冷 却水道；在铜板背腔设置有一定间距的纵向补偿槽和横向补偿槽，纵向补偿 槽和横向补偿槽彼此相交，其槽底到宽面模板的工作面的距离相等。 所述夹角a根据横断面曲线变化，a的范围为(T《a《6° 。
所述纵向补偿槽由上部斜槽和下部平槽组成，上部斜槽上端设有与其连通 的纵向宽补偿工艺槽，上部斜槽与其相应截面形成夹角0 ;所述横向补偿槽 由曲线槽和两端对称的直线槽组成，直线槽靠近铜板两端设有与其相连通的 横向宽补偿工艺槽，曲线槽的槽底曲线与相应截面工作面的曲面交线相同， 曲线槽与对称直线槽平滑过渡相交。
所述曲线槽的槽底曲线依工作面的形状可以是圆弧线、双曲线、抛物线或 椭圆线。
所述夹角e根据横断面曲线变化，e的范围为o。《e《6° 。
采用上述技术方案有益效果是该二元冷却型薄板坯连铸结晶器具有宽面
模板，宽面模板在距铜板热面相应距离设置圆形组合冷却深孔，并按结晶器 内腔温度高低不同以相应间距分布于整个宽面铜板，在宽面模板的铜板背腔 设置上通水槽和下通水槽，多个圆形组合冷却深孔与上、下通水槽相通形成 冷却水道，冷却水在圆形水冷通道边缘进行二元方向上的传热，带走热量，
起到结晶器内腔在水平方向的均匀冷却传热作用；由于结晶器铜板厚度方向 呈斜楔形且相对常规板坯比较大，其热面与冷面的距离相差较大，在铜板背 腔设置有一定间距的纵向补偿槽和横向补偿槽，纵向补偿槽和横向补偿槽彼 此相交，纵横相交的热膨胀补偿槽以防止因铜板在热传导过程中产生过大的 变形而引起铜板连接螺栓过载失效。该设计克服了矩形冷却水道和组合矩形 冷却水道在铜板边部与底部形成的热传导在水平方面上的突变；克服了矩形 水道、组合矩形水道、带圆弧过渡的组合矩形水道对宽度的限制，在曲面型 腔曲率半径大的位置会产生宽度方向上的非等距偏差，造成的冷却不均匀性; 解决了螺栓孔位置处的水道布置问题；可以针对结晶器内腔理论上高温区适 当增加冷却水道的布置密度，安装使用方便。在生产中可有效减少铸坯纵向 裂纹和铜板因局部过热而软化、蠕变、浸蚀、热裂等质量缺陷，可生产包晶 钢等裂纹敏感钢种，也可提高结晶器铜板的使用寿命。
以下结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。
图l是本实用新型的外形图2是本实用新型结晶器宽面横向补偿槽剖面图； 图3是本实用新型结晶器宽面背面结构图； 图4是图3的A-A剖面图； 图5是图3的B-B剖面图。
图中附图标记l宽面模板；2窄面模板；3浸入式水口； 4结晶器内腔； 5圆形深孔；6圆形短孔；7上通水孔；8下通水孔；9堵头；10工作面曲面 部分；11工作面平面部分；12纵向补偿槽；13上部斜槽；14下部平槽；15 纵向宽补偿工艺槽；16横向补偿槽；17曲线槽；18直线槽；19横向宽补偿 工艺槽。
具体实施方式
如图l所示的二元冷却型薄板坯连铸结晶器，它由对称设置的两块宽面模 板1和两块窄面模板2组成，宽面模板和窄面模板围成结晶器内腔4，宽面模 板1的工作面由平面部分11与曲面部分10组成，浸入式水口 3设置在结晶器 上部。
参看图2、图4,宽面模板1在距铜板热面相应距离设置圆形组合冷却深 孔，圆形组合冷却深孔由位于所述曲面部分的圆形深孔5和位于所述平面部 分的圆形短孔6构成，圆形深孔5和圆形短孔6相连通，圆形深孔5与其相 应纵向截面形成夹角ci，夹角OL根据横断面曲线变化，a的范围为0。《ci《 6° 。圆形短深孔6与其相应纵向截面交线平行，同一纵向截面上圆形深孔5 和圆形短孔6相交形成圆形组合冷却深孔，两端设置密封堵头9，在宽面模板 的铜板背腔设置上通水槽7和下通水槽8， 2~6个圆形组合冷却深孔与上、下
通水槽7、 8相通形成冷却水道。
参看图2、图3、图5，在宽面模板铜板背腔设置有一定间距的纵向补偿槽 12和横向补偿槽16，且纵向补偿槽12和横向补偿槽16彼此相交，其槽底到 工作面为等距离，纵向补偿槽12分为上部斜槽13和下部平槽14两部分，上 部斜槽13上端设有适合较深槽加工的纵向宽补偿工艺槽15，上部斜槽13与 纵向宽补偿工艺槽15两者槽深相同，在同一斜线平面上且相交，上部斜槽13
与其相应截面形成夹角e,根据横断面曲线变化，夹角e范围在o。 —°之间。
横向补偿槽16由曲线槽17和两端对称的直线槽18构成，其中直线槽18靠 近铜板两端设有适合较深槽加工的横向宽补偿工艺槽19,直线槽18与横向宽 补偿工艺槽19两者槽深相同，在同一直线平面上且相交，曲线槽17的槽底 曲线与相应截面工作面的曲面交线相同，根据工作面形状其曲线可以是圆弧 线、双曲线、抛物线或椭圆线，曲线槽17与其两端对称的直线槽18平滑过 渡相交。
权利要求1、一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器，具有对称设置的两块宽面模板和两块窄面模板组成，所述宽面模板的工作面具有曲面部分和平面部分，其特征在于所述宽面模板在距铜板热面相应距离设置圆形组合冷却深孔，圆形组合冷却深孔由位于所述曲面部分的圆形深孔和位于所述平面部分的圆形短孔构成，圆形深孔和圆形短孔相连通，所述圆形深孔与其相应纵向截面形成夹角α，所述圆形短孔与其相应纵向截面平行，圆形组合冷却深孔的两端设置密封堵头，在宽面模板的铜板背腔设置上通水槽和下通水槽，多个圆形组合冷却深孔与上、下通水槽相通形成冷却水道；在铜板背腔设置有一定间距的纵向补偿槽和横向补偿槽，纵向补偿槽和横向补偿槽两彼此相交，其槽底到宽面模板的工作面的距离相等。
2、 根据权利要求1所述的一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器，其特征 在于所述夹角a根据横断面曲线变化，a的范围为0。《(i《6° 。
3、 根据权利要求1所述的一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器，其特征 在于所述纵向补偿槽由上部斜槽和下部平槽组成，上部斜槽上端设有与 其连通的纵向宽补偿工艺槽，上部斜槽与其相应截面形成夹角P ;所述横 向补偿槽由曲线槽和两端对称的直线槽组成，直线槽靠近铜板两端设有与 其相连通的横向宽补偿工艺槽，曲线槽的槽底曲线与相应截面工作面的曲 面交线相同，曲线槽与对称直线槽平滑过渡相交。
4、 根据权利要求3所述的一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器，其特征 在于所述曲线槽的槽底曲线依工作面曲面形状可以是圆弧线、双曲线、 抛物线或椭圆线。
5、 根据权利要求3所述的一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器，其特征在于所述夹角e根据横断面曲线变化，e的范围为o。《e《6° 。
专利摘要本实用新型公开了连续铸钢设备技术领域的一种二元冷却型薄板坯连铸结晶器，由对称设置的两块宽面模板和两块窄面模板组成，其中宽面模板在距铜板热面相应距离设置圆形组合冷却深孔，圆形组合冷却深孔由位于所述曲面部分的圆形深孔和位于所述平面部分的圆形短孔构成，圆形深孔和圆形短孔相连通，圆形深孔与其相应纵向截面形成夹角α，圆形短孔与其相应纵向截面平行，在宽面模板的铜板背腔设置上通水槽和下通水槽，多个圆形组合冷却深孔与上、下通水槽相通形成冷却水道；在铜板背腔设置有一定间距的纵向补偿槽和横向补偿槽。具有冷却分布合理，能有效减少铸坯的质量缺陷，可生产包晶钢等裂纹敏感钢种，同时提高了结晶器铜板的使用寿命。
文档编号B22D11/112GK201211556SQ20082014775
公开日2009年3月25日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者吕艳伍, 曹国超, 朱书成, 王希彬 申请人:西峡龙成特种材料有限公司