专利名称：弧形管式结晶器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种弧形管式结晶器，特别是一种适用于生产大规格圆坯 的弧形管式结晶器。
背景技术：
结晶器是连铸机的关键设备，浇铸时将高温钢水注入结晶器的铜管内部， 铜管靠外表面冷却水的流动带走钢水散发的大量热流，使钢水冷却凝固形成具 有一定厚度的坯壳，从铜管下口成型而出，铜管上口则连续浇入钢水，形成连 续铸钢，上述浇注工序的主要成形部件是结晶器的铜管和内水套装配部件，足 辊框架装设于铜管的下部，其他零部件如水箱装配部件、电磁搅拌装置等等均 装配于铜管及内水套的外部，对于生产大规格圆坯弧形管式结晶器(一般铸坯
直径为500mm、 600mm即为大规格铸坯而言，由于钢水自身冷却性质的原因， 在结晶器出口部铸坯的冷却对整个铸坯的规格尺寸有很大影响，所以铜管下口 的结构对铸坯的规格是否符合要求显得尤为重要，而现有技术中的生产大规格 圆坯的弧形管式结晶器(所生产铸坯的直径为500mm、 600mm)的铜管下口的结 构设计存在缺陷，导致很多铸坯冷却后尺寸达不到规格所要求的误差范围。
目前，比较普遍釆用的单锥、双锥和抛物线形结晶器，是通过将铜管的形 状设计成相应的锥度或者弧度来改善或者提高钢水的冷却效果，也有业内人员 对铜管的内腔进行了各种改进以获得更好的冷却效果，如中国专利第 03202786号就提出了一种双抛物线形结晶器铜管，其通过将铜管内腔的角度 和锥度进行相应变化而一定程度上提高了铸坯的质量并提高了生产效率，但是 此技术方案中仍然没有涉及到铜管下口的结构改进，导致所铸坯壳尤其是大规格的坯壳的尺寸规格仍旧不理想，甚至不符合生产要求。
另外，对于现有的生产大规格圆坯的弧形管式结晶器而言，内水套和铜管 之间的间隙的均匀性常常达不到精度要求，从而直接影响到铜管的均匀冷却效 果，目前内水套和铜管之间的间隙大多采用调节螺钉来调整，而此处的调节螺 钉是用标准螺钉或螺栓加工而成的，其螺距较大，调整时不易达到水缝的精度 要求。在结晶器装配时，先将内水套和铜管的间隙调整好，然后再分开分别装 配到结晶器上，在装配过程中不可避免的会使内水套和铜管产生间隙误差；再 有，在足辊装配部件中，为了保证铸坯表面冷却均匀，喷淋管要倾斜一定的角 度，目前常用的方式有两种，如图1A所示， 一种是将足辊框架法兰31下表面 加工成斜面，然后将喷淋管4垂直斜面固定，这种方式的缺陷是足辊框架的重 量较重，不易加工，并且原材料利用率低，造成成本浪费；如图1B所示，另 一种是将足辊框架法兰31的下表面设计为平面，然后将喷淋管4本身安装为 倾斜，不同位置喷淋管的倾斜角度均不一样，这就导致了喷淋管的安装操作复 杂，其位置不易确定。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种弧形管式结晶器，通过改进铜管下口的结 构以及相关的调整部件和喷淋管的装配，提高铸坯的质量，降低生产成本。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种弧形管式结晶器，具有一上法 兰，其中，所述弧形管式结晶器包括铜管；内水套，套设于所述铜管的外部， 所述内水套与所述铜管之间隔设有一间隙，所述内水套通过夹f法兰能水平移 动的组设于所述铜管，所述夹紧法兰固接于所述上法兰；所述内水套和所述铜 管之间设置有多个调节所述内水套与所述铜管间的间隙的调节件。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述调节件为细牙调节螺钉。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述内水套的上部设有多个第一安装部， 所述第一安装部呈凸耳状，每个所述第一安装部上横向开设有一长孔；所述夹紧法兰呈环形，其上设有与所述第一安装部相同数量的多个第二安装部，所述 第二安装部与所述第一安装部的位置相对，每个所述第二安装部又包括两个并 排突设的安装耳，所述第一安装部装配并夹设于所述两个安装耳之间；所述两 个安装耳上的相同位置均开设有销孔，所述销孔对应于所述长孔开设， 一销轴
穿设于所述销孔以及所述长孔中，所述销轴两端由开口销固定；所述夹紧法兰 上设有卡合部，所述铜管上对应所述卡合部处开设有凹口部，所述卡合部卡设 于所述凹口部之中；所述凹口部上还形成有多处平底凹口部，所述平底凹口部 的凹口部底端为平面，所述卡合部上还形成有与所述平底凹口部相同数量的平 面卡合部，所述平面卡合部与平底凹口部的位置相对，所述平面卡合部的卡缘 顶端为平面，所述平面卡合部卡置于所述平底凹口部。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述夹紧法兰通过螺钉固接于所述上法兰。 上述的弧形管式结晶器，其中，所述铜管下口截面直径为铸坯断面直径的 1.03至1.04倍。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述铜管下口截面直径为515mm或620mm。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述铜管下口截面直径为725咖或830mm， 并且所述铜管采用CuAg0.1P合金，其内腔采用抛物线锥度，内表面镀硬铬。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述多个细牙调节螺钉等分的设置于所述 铜管及所述内水套的横截面圆周上。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述内水套的上部设有三个第一安装部， 所述三个第一安装部等分的设置于所述内水套的横截面圆周上。
上述的弧形管式结晶器，其中，所述凹口部上形成有四处平底凹口部，且 等分的设置于整个凹口部圆周上。
上述的弧形管式结晶器，其中，在所述内水套外侧第一安装部下部还突设 有一圈圆台。
由上述可知，本实用新型弧形管式结晶器具有以下优点
1、通过对铜管下口结构以及尺寸的改进，解决了现有技术中铜管因其下口的结构以及尺寸上的缺陷，而导致很多铸坯冷却后尺寸达不到规格所要求的 误差范围的问题，提高了铸坯的质量。
2、 调节螺钉采用细牙螺栓进行加工，克服了使用标准螺钉或螺栓加工而 成的调节螺钉难于达到水缝间隙精度要求的缺陷，另外配合内水套、夹紧法兰 与上法兰的结合结构，使铜管和内水套可在调整好水缝间隙后整体安装到结晶 器中，有效避免了现有技术中因分开安装而引起的内水套与铜管之间的间隙误 差。
3、 通过在足辊框架法兰的下表面上设置安装喷淋管的定位块，将各定位
块的下表面加工形成一个斜面，解决了现有技术中足辊框架法兰斜面加工困 难，材料利用率低等问题，降低了足辊框架的重量，并且使喷淋管的安装定位 更加便捷和准确。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新 型的范围。
图1A、图1B为现有足辊装配部件示意图2为本实用新型弧形管式结晶器的整体结构示意图3为本实用新型弧形管式结晶器的铜管和内水套装配示意图4为图3的俯视示意图5为本实用新型弧形管式结晶器的铜管、内水套通过夹紧法兰连接到上 法兰的装配示意图6为图5中A部分放大示意图7为本实用新型弧形管式结晶器的足辊装配部件示意图8为本实用新型弧形管式结晶器铜管示意图9为图8中沿铜管凹口部处C-C的剖面图10为本实用新型弧形管式结晶器内水套示意图；图11为图10的俯视图12为本实用新型弧形管式结晶器夹紧法兰示意图;
图13为图12的俯视图。
附图标记说明
100结晶器
1铜管
11铜管下口
12凹口部
121凹口部底端
122平底凹口部
21内水套
22第一安装部
23长孔
24圆台
3足辊框架
31足辊框架法兰
32定位块
4喷淋管
5间隙
6细牙调节螺钉
7上法兰
8夹紧法兰
81第二安装部
811安装耳
82销孔
83卡合部831平面卡合部
9 销轴
10 固定件
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附 图说明本实用新型的具体实施方式
。
请参考图2，为本实用新型弧形管式结晶器的整体结构示意图，如图所示， 其中铜管l设置于整个结晶器的中部，其外侧套设有内水套21，铜管l和内 水套21的下方装设有足辊框架3，而其他零部件如水箱装配部件、电磁搅拌 装置等等均装配于铜管及内水套外部周围。
请参考图3和图4，其中图3为本实用新型弧形管式结晶器的铜管和内水 套装配示意图，图4为图3的俯视示意图，如图所示，本实用新型中的铜管主 要适于生产大规格的铸坯，铸坯的断面直径一般为500mm、 600mm，也可为 更大，比如铸坯的断面直径为700mm、 800mm，铜管1设计有单锥、双锥或 抛物线的锥度，向铜管下口ll逐渐收縮，由于铸坯自身冷却的原因，铜管下 口 11的截面直径略大于所生产铸坯的断面直径，在本实用新型中，铜管下口 11截面直径约为所生产铸坯的断面直径的1.03至1.04倍，在结晶器出口部， 也就是铜管下口ll处，铸坯的冷却对整个铸坯的规格尺寸有很大影响，铜管 下口 11的结构对铸坯的规格是否符合误差要求显得尤为重要，在本实用新型 的优选实施例中，将生产断面直径为500mm的铸坯的铜管1其铜管下口 11 的截面直径设定为515mm;将生产断面直径为600mm的铸坯的铜管1其铜管 下口 11的截面直径设定为620mm;将生产断面直径为700mm的铸坯的铜管1 其铜管下口 11的截面直径设定为725mm;将生产断面直径为800mm的铸坯 的铜管1其铜管下口 11的截面直径设定为830mm。另外，生产断面直径为 700mm、 800mm的铸坯的铜管，由于规格较大，为达到相关工艺要求，此类生
9产大规格铸坯的铜管1应采用CuAgO. IP合金，其内腔锥度采用抛物线锥度， 内表面镀硬铬等。通过上述对铜管下口 11的结构及尺寸的改进，使铸坯冷却 时不会产生较大误差，保证了铸坯的规格符合要求。
如图3所示，并结合参考图8、图9、图10、图ll，其中图8为本实用新 型弧形管式结晶器铜管示意图，图9为图8中沿铜管凹口部处C-C的剖面图， 图10为本实用新型弧形管式结晶器内水套示意图，图11为图10的俯视图。 内水套21套设于铜管1的外部，内水套21的上部设有多个第一安装部22， 第一安装部22呈凸耳状，每个第一安装部22上横向开设有一长孔23，第一 安装部22的设置数量及位置并不作具体限定，在优选实施例中，设有三个第 一安装部22，并且所述三个第一安装部22等分的设置于内水套21的横截面 上。另外，在内水套21外侧第一安装部22的下部还可突设有一圈圆台24， 用于支撑并稳固第一安装部22。
铜管l的上部向内开设有一圈凹口部12，如图9所示，在优选实施例中， 该凹口部12向内凹设的一圈凹口部底端121上还形成有平面部，从而在相应 的位置形成平底凹口部122,所述平底凹口部122形成有四处，并且等分的设 置于整个凹口部12圆周上。
请结合参考图5及图6，为本实用新型弧形管式结晶器的铜管、内水套通 过夹紧法兰连接到上法兰的装配示意图，图6为图5中A部分放大示意图，如 图所示，铜管1和内水套21通过夹紧法兰8连接在一起，并固接到结晶器100 的上法兰7上。结合参考图12及图13，图12为本实用新型弧形管式结晶器1 夹紧法兰示意图，图13为图12的俯视图，夹紧法兰8呈环形，在其上设有第 二安装部81，第二安装部81包括两个并排突设的安装耳811，两个安装耳811 之间留有一定的安装空隙，以使第一安装部22装配并夹设于两个安装耳811 之间，第二安装部81的安装耳811上相同位置开设有销孔82，并且销孔82 对应于第一安装部上横向开设的长孔23， 一销轴9同时穿设两个安装耳811 上的销孔82及长孔23，并且销轴9两端安装如开口销等零件，将销轴9固定于销孔82及长孔23内，而不至于从销孔82及长孔23中脱出，但销轴9可布 长孔23内横向移动。
夹紧法兰8上还向内突设有一圈卡合部83，卡合部83与凹口部12相卡 设，从而将夹紧法兰8与铜管1相互固接并定位。如图13所示，夹紧法兰8 的卡合部83的卡缘顶端还形成有平面部，从而在相应位置形成平面卡合部 831。夹紧法兰8通过固定件10固接于结晶器100的上法兰7上，所述固定件 IO通常采用螺钉，而上法兰7上对应的开设有螺孔，螺钉穿设过夹紧法兰8 而螺合于螺孔，从而将夹紧法兰8锁固于上法兰7，同时，铜管l以及内水套 21也就通过夹紧法兰8固定在了上法兰7上。
在上述的优选实施例中，内水套21上等分的设置了三个第一安装部22 以及在铜管1上设有四处平底凹口部122，所以在夹紧法兰8上也等分的设置 了三个第二安装部81，在安装时，第二安装部81的位置与第一安装部22的 位置相对，第一安装部22装配并夹设于两个安装耳811之间。而所述的平面 卡合部831相应的也设置有四处，其位置与与平底凹口部122的位置相对，安 装时平面卡合部831卡置于平底凹口部122,以使铜管1不会相对于夹紧法兰 8转动。但是第一安装部22和第二安装部81以及平面卡合部831和平底凹口 部122也可视实际情况对应的设置更多个，其设置位置也并不以上述优选实施 例为限，，只要能实现通过夹紧法兰8将铜管1和内水套21稳固的组装起来 并固接到结晶器100的上法兰7上即可。
由上述结构可知，销轴9实际上只限制住了内水套21竖直方向上的移动 (也就是相对铜管沿其轴向方向的移动)，而内水套21向对铜管1的水平位置〃 则可适当调整(也就是说内水套可相对铜管沿其径向方向移动)，也就是说内水 套21是通过多个夹紧法兰8可水平移动的组设于铜管1，而水平位置调整的 实现就是通过上述的多个细牙调节螺钉6来进行组合调整。铜 1由夹紧法兰 8固定于上法兰7上。通过本实用新型的结构设计，在结晶器100装配时，可 以将铜管1和内水套21通过夹紧法兰8固接到上法兰7上，然后再通过细牙调节螺钉6调整内水套21的位置，使铜管1和内水套21之间的间隙5达到要
求，然后将上述结构作为一个整体安装到整个的结晶器装置中，避免了分开装 配产生的间隙误差，同时使操作更加方便。
由于夹紧法兰8为一环形件并具有向内突出的卡合部83，所以在将其与 铜管l相组装时，可将夹紧法兰8沿其一条截面直径切开，然后在将其安装到 铜管1上。
另外，在内水套21与铜管1之间隔设有一容置冷却液体的间隙5，此间 隙5的均匀性非常重要，将直接影响到铜管l冷却的均匀性，进而影响到铸坯 的质量，本实用新型在内水套21和铜管1之间设置多个调节件，来实现内水 套21和铜管1之间的间隙5的精确调整，并且本实用新型采用细牙调节螺钉 6作为调节件，更能保证调整的精确度，如图4所示，所述多个细牙调节螺钉 6优选等分的设置于铜管1及内水套21的横截面圆周上，以便使间隙5的均 匀性调节更加精确。
请参考图7，为本实用新型弧形管式结晶器的足辊装配部件示意图，如图 所示，与现有的足辊框架相比，本实用新型的足辊框架3的足辊框架法兰31 的下表面上设有多个定位块32,而所述多个定位块32的下表面又加工成处于 与水平面成一夹角的同一斜面。定位块32的下表面上装设喷淋管4，每一个 定位块32对应装设一个喷淋管4，喷淋管直接垂直于定位块32的下表面装设， 这种结构设计既简化了喷淋管的安装操作，又节省了足辊框架的用材，同时降 低了足辊框架法兰的加工难度。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新 型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提 下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
1权利要求1、一种弧形管式结晶器，具有一上法兰，其特征在于，所述弧形管式结晶器包括铜管；内水套，套设于所述铜管的外部，所述内水套与所述铜管之间隔设有一间隙，所述内水套通过夹紧法兰能水平移动的组设于所述铜管，所述夹紧法兰固接于所述上法兰；所述内水套和所述铜管之间设置有多个调节所述内水套与所述铜管间的间隙的调节件。
2、 根据权利要求1所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述调节件为 细牙调节螺钉。
3、 根据权利要求l所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述内水套的 上部设有多个第一安装部，所述第一安装部呈凸耳状，每个所述第一安装部上 横向开设有一长孔；所述夹紧法兰呈环形，其上设有与所述第一安装部相同数 量的多个第二安装部，所述第二安装部与所述第一安装部的位置相对，每个所 述第二安装部又包括两个并排突设的安装耳，所述第一安装部装配并夹设于所 述两个安装耳之间；所述两个安装耳上的相同位置均开设有销孔，所述销孔对 应于所述长孔开设， 一销轴穿设于所述销孔以及所述长孔中，所述销轴两端由 开口销固定；所述夹紧法兰上设有卡合部，所述铜管上对应所述卡合部处开设有凹口 部，所述卡合部卡设于所述凹口部之中；所述凹口部上还形成有多处平底凹口 部，所述平底凹口部的凹口部底端为平面，所述卡合部上还形成有与所述平底 凹口部相同数量的平面卡合部，所述平面卡合部与平底凹口部的位置相对，所 述平面卡合部的卡缘顶端为平面，所述平面卡合部卡置于所述平底凹口部。
4、 根据权利要求1或3所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述夹紧法兰通过螺钉固接于所述上法兰。
5、 根据权利要求l所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述铜管下口截面直径为铸坯断面直径的1. 03至1. 04倍。
6、 根据权利要求1所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述铜管下口 截面直径为515mm或620mm。
7、 根据权利要求l所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述铜管下口 截面直径为725mm或830mm，并且所述铜管采用CuAgO. 1P合金，其内腔采用抛物线锥度，内表面镀硬铬。
8、 根据权利要求2所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述多个细牙调节螺钉等分的设置于所述铜管及所述内水套的横截面圆周上。
9、 根据权利要求3所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述内水套的上部设有三个第一安装部，所述三个第一安装部等分的设置于所述内水套的横 截面圆周上。
10、 根据权利要求3所述的弧形管式结晶器，其特征在于，所述凹口部上 形成有四处平底凹口部，且等分的设置于整个凹口部圆周上。
11、 根据权利要求3所述的弧形管式结晶器，其特征在于，在所述内水套外侧第一安装部下部还突设有一圈圆台。
专利摘要本实用新型公开了一种弧形管式结晶器，包括铜管；内水套，套设于铜管的外部，内水套与所述铜管之间隔设有一间隙，所述内水套通过夹紧法兰能水平移动的组设于铜管，夹紧法兰固接于所述上法兰；所述内水套和所述铜管之间设置有多个调节内水套与铜管间的间隙的调节件，通过上述结构，使结晶器的调节、加工更加容易，并且能提高铸坯的质量。
文档编号B22D11/055GK201350495SQ20092010563
公开日2009年11月25日 申请日期2009年2月4日 优先权日2009年2月4日
发明者代宗岭, 吴国庆, 帅 张, 军 王, 米俊峰, 利 郑, 陈卫强 申请人:中冶京诚工程技术有限公司