专利名称：一种板坯连铸结晶器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种板坯连铸结晶器，属于冶金行业连续铸钢设备领域。
背景技术：
目前板坯连铸过程中所使用的结晶器是由两块彼此相对的宽面铜板和两块彼此 相对的窄面铜板组装在一起所构成，宽面铜板和窄面铜板的夹角为直角。钢水在这种结晶 器中凝固时角部由于是二维传热，所以该部位凝固快、收缩早、往往与结晶器铜板间形成气 隙，造成角部凝固壳比较薄，容易产生裂纹缺陷。更主要的是，这种直角连铸板坯在二冷区 由于边角部冷却速度快而导致连铸坯表面凝固不均勻，很容易出现角部横裂纹。这样的连 铸坯不得不进行切角处理，以免在后续轧制的钢板边部产生裂纹缺陷，而连铸坯的切角处 理则大大地增加了生产成本、降低了生产效率。另外，直角连铸板坯的棱角容易在热轧板卷 上造成纵向的“黑线”缺陷，造成生产成本的增加。中国专利200720089029. 7公开了一种矩形内腔横截面四个角为过渡曲面的板坯 结晶器，该专利所述过渡曲面的圆弧半径为4-150mm，该曲面与宽面铜板接触面倒角半径为 2-10mm。该设计窄面铜板与宽面铜板接触部分夹角小于90°，存在连铸过程中导致漏钢事 故的隐患，而且没有针对倒角部位铜板厚度增加后背部水缝进行相应的优化。中国专利200720175143. 1公开了一种矩形内腔横截面四个角为圆弧过渡面的板 坯结晶器，该专利所述圆弧过渡面两端分别与宽面和窄面铜板相切。该设计存在窄面铜板 两端容易变形的缺陷，而且没有针对倒角部位铜板厚度增加后背部水缝进行相应的优化。中国专利200720067413. 7公开了一种板坯结晶器，该专利所述窄面铜板内凹呈 圆弧形。该设计没有明确关键部位的尺寸，存在窄面铜板两端容易变形的缺陷，而且没有针 对倒角部位铜板厚度增加后背部水缝进行相应的优化。中国专利200520089594. 4公开了一种矩形内腔横截面四个角带凸沿的板坯结晶 器，凸沿与宽面和窄面铜板夹角均为45°，凸沿直边长度为l_15mm。该设计倒角部位尺寸 偏小，对改善连铸坯角部横裂纹效果有限，而且没有针对倒角部位铜板厚度增加后背部水 缝进行相应的优化。中国专利200920035404. 9公开了一种矩形内腔横截面四个角为圆弧过渡面的板 坯结晶器，该专利所述圆弧过渡面两端分别与宽面和窄面铜板圆滑过渡。该设计存在窄面 铜板两端容易变形、从而导致连铸过程中发生漏钢事故的缺陷。目前的板坯结晶器设计和应用的现状目前普遍采用的横截面为矩形、角部为直 角的结晶器无法避免连铸板坯特别是中碳含铌钢连铸板坯角横裂纹、偏离角部的横裂纹等 问题。而对于使用了带过渡曲面或内凹型窄面铜板或带凸沿的板坯结晶器，由于设计时均 未充分考虑窄面铜板两端的传热问题，而且过渡曲面或凸沿部位尺寸偏小，导致实际应用 效果不好，连铸坯角部裂纹缺陷并没有得到有效的控制。发明内容本实用新型目的是提供一种可以有效避免连铸板坯角部裂纹缺陷的板坯连铸结 晶器。连铸坯表面边角部位的裂纹缺陷会遗传于热轧后的钢板上，钢板上由此所造成的缺 陷主要位于边角部，有时会造成钢板边部的破裂。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下。一种板坯连铸结晶器，由两相对宽面铜板和两相对窄面铜板组装在一起构成，其 中窄面铜板内表面向宽面铜板内表面的过渡为圆弧曲面，窄面铜板两端带有平台，窄面 铜板端面平台与宽面铜板夹角为90°，圆弧曲面与窄面铜板平面、平台交界处倒角半径 2-6mm，圆弧曲面的背面冷却水缝轴向与水平面夹角α为50_80°。窄面铜板两端平台宽度为2-5mm。圆弧曲面的圆弧半径为40_200mm，圆弧所对应 弦长25-50mm。水缝深度为25_45mm，水缝宽度4_10mm。本实用新型具有以下优点(1)结晶器宽面铜板与窄面铜板间的曲面过渡，使得结晶器内坯壳角部冷却由二 维冷却变为近似一维冷却，这样结晶器横截面四周坯壳厚度更加均勻，在二冷区连铸坯角 部与中心温差也比较小，从而避免了连铸坯角部横裂纹缺陷。(2)窄面铜板两端平台宽度设定为2_5mm，既可保证窄面铜板端部不出现过热现 象，从而保证倒角部位连铸坯质量，又可保证结晶器的使用安全性，避免端部翘起而出现漏 钢事故。(3)窄面圆弧过渡曲面背面冷却水缝的设计，可增加该部位坯壳的冷却强度，补偿 了该部位铜板厚度的增加，避免该部位坯壳出现高温点以及窄面和宽面冷却不均勻。(4)连铸坯表面角部横裂纹减轻，热轧钢板边部裂纹缺陷和热轧板卷纵向“黑线” 缺陷减少，钢板成材率得到提高。
图1是窄面结晶器铜板；图2是宽面、窄面结晶器铜板组装后边角部俯视图图中1为窄面结晶器铜板，2为窄面铜板平面部分，3为窄面铜板圆弧曲面，4为窄 面铜板端部平台，5为窄面铜板圆弧曲面背面水缝，6为宽面铜板。
具体实施方式
以下结合附图对该实用新型进行详细描述。实施例1某钢厂在连铸机浇铸250mmX 2000mm中碳含Nb钢连铸板坯时使用了本实用新型 结晶器，结晶器窄面铜板1两端与宽面铜板6形成的夹角为90°，两端平台4宽度为3mm， 宽面和窄面间圆弧曲面3的圆弧半径为180mm，圆弧所对应弦长40mm，圆弧曲面3与窄面铜 板平面2、平台4交界处倒角半径为2mm，窄面圆弧曲面3背面水缝5轴向与水平面成80° 夹角，水缝5深度为32mm，水缝5宽度4mm。所浇铸连铸坯角部裂纹缺陷率降低到1. 5%以 下，所轧制20-60mm钢板表面没有边裂缺陷。实施例2[0025]某钢厂在连铸机浇铸320mmX2400mm中碳低合金钢连铸板坯时使用了本实用新 型结晶器，结晶器窄面铜板1两端与宽面铜板6形成的夹角为90°，两端平台4宽度为2mm， 宽面和窄面间过渡圆弧曲面3的圆弧半径为200mm，圆弧曲面3所对应弦长45mm，圆弧曲面 3与窄面铜板平面2、平台4交界处倒角半径为3mm，窄面圆弧曲面3背面水缝5轴向与水平 面成75°夹角，水缝5深度为36mm，水缝5宽度4mm。所浇铸连铸坯角部没有裂纹，所轧制 40-80mm厚钢板表面没有边裂缺陷。实施例3某钢厂在连铸机浇铸230mmX 1600mm管线钢连铸板坯时使用了本实用新型结晶 器，结晶器窄面铜板1两端与宽面铜板6形成的夹角为90°，两端平台4宽度为2mm，宽面 和窄面间圆弧曲面3的圆弧半径为160mm，圆弧所对应弦长30mm，圆弧曲面3与窄面铜板平 面2、平台4交界处倒角半径为3mm，窄面圆弧曲面3背面水缝5轴向与水平面成75°夹角， 水缝5深度为30mm，水缝5宽度4mm。所浇铸连铸坯角部没有裂纹缺陷，所轧制12_18mm钢 板表面边部纵向“黑线”缺陷得到了有效去除。
权利要求一种板坯连铸结晶器，由两相对宽面铜板(6)和两相对窄面铜板(1)组装在一起构成，其特征在于窄面铜板(1)内表面向宽面铜板(6)内表面的过渡为圆弧曲面(3)，窄面铜板(1)两端带有平台(4)，窄面铜板端面平台(4)与宽面铜板(6)夹角为90°，圆弧曲面(3)与窄面铜板平面(2)、平台(4)交界处倒角半径2 6mm，圆弧曲面(3)的背面冷却水缝(5)轴向与水平面夹角α在50 80°之间。
2.根据权利要求1所述板坯连铸结晶器，其特征在于窄面铜板两端平台(4)宽度为 2-5mm。
3.根据权利要求1所述板坯连铸结晶器，其特征在于圆弧曲面(3)的圆弧半径为 40-200mm,圆弧所对应弦长25_50mm。
4.根据权利要求1和3所述板坯连铸结晶器，其特征在于水缝(5)深度为25-45mm， 水缝(5)宽度4-10mm。
专利摘要本实用新型涉及一种板坯连铸结晶器，属于冶金连续铸钢设备领域。由两相对宽面铜板(6)和两相对窄面铜板(1)组装在一起构成，其特征在于窄面铜板(1)内表面向宽面铜板(6)内表面的过渡为圆弧曲面(3)，窄面铜板(1)两端带有平台(4)，窄面铜板端面平台(4)与宽面铜板(6)夹角为90°，圆弧曲面(3)与窄面铜板平面(2)、平台(4)交界处倒角半径2-6mm，圆弧曲面(3)的背面冷却水缝(5)轴向与水平面夹角α在50-80°之间。连铸坯表面角部横裂纹减轻，热轧钢板边部裂纹缺陷和热轧板卷纵向“黑线”缺陷减少，钢板成材率得到提高。
文档编号B22D11/04GK201677013SQ20102020123
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者万潇, 关春阳, 刘洋, 刘金刚, 吕延春, 姜中行, 曾立, 朱国森, 朱志远, 李战军, 李景光, 李本海, 杨小山, 王凤琴, 王文军, 王玉龙, 白学军, 蒋海涛, 许晓东 申请人:首钢总公司