专利名称：用于连续铸造长型或平型产品的结晶器、设计成与这种结晶器配合的冷却套及包括这种 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于连续铸造诸如小钢坯或大钢坯的长型或平型产品的结晶器。
背景技术：
用于连续铸造长型产品的结晶器限定了铸造金属的连续定尺寸通路，该铸造金属以熔融状态经由结晶器的顶部进入该通路并且以固体壳形式经由结晶器的底部离开该通路，所述固体壳是源自于铸造金属与结晶器主体的冷壁接触而产生的边界凝固并且容纳仍为液体的芯。所述凝固之后借助于喷洒单元继续最终进行到铸造机器的下部。这种结晶器也被称为“结晶器管”并且能够具有方形、矩形、圆形或多边形截面。管能够沿所谓的“铸造半径”是笔直的或者弯曲，并且内部腔的特征在于尺寸逐渐减小以便遵循凝固过程中钢的自然收缩。用于连续制造长型产品(特别是在开放式液流铸造中铸造的小钢坯)的结晶器在铸造期间必须承受高温负载。具体而言，结晶器的顶部部分受到热传递曲线的影响，该热传递曲线可由不同温度下的等温线来表征。此外还由较大铸造速度和油润滑所增强的这种情况导致了沿结晶器的纵向以及横向方向的大的热梯度，且在结晶器的厚度上具有额外的大梯度且因而具有大的内部温度。在结晶器的不同点之间的这种温度差以及到达结晶器内部的高温导致内部镀铬的热变形、再结晶、裂纹和剥离。此外，特别是使用油来润滑时，结晶器内侧的高温导致了油的部分蒸发，从而具有不良的润滑并且具有较高的耗油速率。此外，这种不均勻的结晶器壁温度以及相应的散热对产品质量产生负面影响。在过去已经做出了多种尝试，沿横向和纵向大致以均勻的方式减小结晶器厚度。 在其他应用中，已经通过在结晶器的顶部部分中沿竖直方向或者最终沿整个结晶器长度应用沟槽来减小结晶器厚度，以便增加该区域中的热传递并且减小结晶器温度。其他应用基于针对结晶器管本身的不同部分使用单独的回路来应用差冷。不过，如果一方面结晶器厚度的减小增加了结晶器内侧和外侧之间的温度梯度， 则另一方面，该减小还降低了结晶器的机械特性。
发明内容
本发明的目标在于解决上述问题，并且更具体地针对连续铸造长型产品来增加结晶器纵向和横向方向的热传递、减小结晶器纵向和横向方向的温度梯度，以及减小结晶器的内部温度，并且同时保持所述结晶器使用时的机械特性。为此目的，根据第一方面的本发明的主题是用于连续铸造长型或平型产品的结晶器，所述结晶器沿轴线延伸并且包括界定结晶器厚度的内表面和外表面，所述内表面限定结晶器腔，特征在于所述结晶器的纵向截面内包含的所述结晶器的至少一个纵向元件的厚度(e3、e4)至少在所述结晶器的一部分上沿纵向轴线所限定的两个方向从最小厚度点增力口，该增加取决于使用中的测试结晶器的测量或模拟温度梯度。
本发明沿结晶器的纵向和横向方向增加热传递、减小温度梯度并且减小结晶器的内部温度，从而为更均质的壳生长创造先决条件。有利的是当结晶器具有沿轴线延伸的多个纵向元件时，其中所述元件形成结晶器的横向多边形截面，根据使用中的结晶器的测量或模拟横向温度梯度，在结晶器横向截面内包含的至少一个结晶器元件的厚度在第一值和第二值之间连续变化。有利的是，该厚度沿结晶器的内角之一的方向从所述结晶器元件的部段的中间连
续变化。根据本发明，每个结晶器元件的厚度沿结晶器的内角的方向从每个结晶器元件的部段的中间变化。根据本发明的另一特征，在至少一个横截面内，结晶器元件的至少一部分相对于经过所述横向结晶器元件的中心段且垂直于所述横向结晶器元件的平面对称。有利的是，厚度的变化仅在结晶器高度的一部分上延伸。此外，该变化是增加。在本发明的一种实施例中，最大厚度是相等的。有利的是，厚度的变化是在使用中的结晶器上测量或模拟的纵向温度梯度的函数。有利地，每个纵向元件的纵向截面内所包含的厚度至少在结晶器的一部分上沿纵向轴线所限定的两个方向从最小厚度点P增加。有利地，最小厚度点P根据最大纵向温度点Px的位置被定位在结晶器上，该最大纵向温度点Px在使用中的所述测试结晶器上被事先测量或者通过模拟被事先确定。根据一种实施例，最小厚度点P位于结晶器上距点Py近似在50至100 mm之间， 点Py是根据事先在使用中的所述测试结晶器上测量的或者事先通过模拟确定的最大纵向温度点Px而确定的。根据第二方面，本发明的主题是制造根据上述定义的用于连续铸造长型或平型产品的结晶器的方法，该方法包括步骤
-测量或模拟使用中的测试结晶器的温度梯度，
-机加工所述结晶器直到该结晶器的至少一部分的厚度根据所述测试结晶器的测量或模拟的温度梯度而变化。根据本发明，该方法可以包括步骤
-在机加工所述结晶器之前，通过在使用中的所述测试结晶器上测量或通过模拟在使用中的所述测试结晶器来确定具有最大纵向温度的第一点Px，
-在机加工所述结晶器之前，根据所述第一点Px在所述测试结晶器上的位置确定第二点Py位于所述结晶器上的位置，
-机加工所述测试结晶器以使得最小厚度点P位于距所述第二点Py近似在50至100 mm之间。在一种实施例中，结晶器被机加工成使得点。在结晶器上位于与点Px位于测试结晶器上相同的位置。根据第三方面，本发明涉及被设计成与如上定义的结晶器配合的冷却套，该冷却套包括主体，该主体限定多个冷却管道从而沿结晶器的外表面引导冷却剂，冷却套被设计成接收并至少部分地纵向围绕所述结晶器，所述冷却套的厚度根据使用中的结晶器的测量或模拟温度梯度而变化。有利地，在冷却套的预定高度处冷却套的厚度反比于在相同高度处结晶器的厚度。根据另一方面，本发明的主题是制造如上定义的冷却套的方法，该冷却套被设计成与如上定义的结晶器配合，该方法包括一步骤，在该步骤中，冷却套被机加工成使得冷却套的厚度根据使用中的测试结晶器的测量或模拟温度梯度而变化。在一种实施例中，冷却套被机加工成使得在冷却套的预定高度处的冷却套的厚度反比于在相同高度处的结晶器的厚度。在一种实施例中，冷却套被机加工成使得至少在冷却套的纵向部分上，在冷却套的给定高度处，结晶器的厚度越大，则冷却套的厚度越不重要。根据另一方面，本发明的主题是包括如上定义的结晶器和如上定义的冷却套的组件。由于结晶器的外侧部分和水冷通道的这种具体设计，实现了更高的稳定性以及结晶器本身的改进对中性，从而防止了由于结晶器在冷却套内可能的不对准而产生的不均勻冷却的效果。
参考附图根据实施例所给出的下述描述，将更加清楚地理解本发明并且将更加显而易见到其他方面和优点，附图中
-图1示出了使用中的结晶器的测量或模拟的纵向温度等温线， -图2是根据图1情况的使用中的结晶器的内部和外部温度曲线的示图， -图3A、图;3B和图3C示出了根据本发明的结晶器的示意性纵向和横向截面， -图4A、图4B、图4C、图4D示出了根据本发明的冷却套的示意性纵向和横向截面， -图5A、图5B、图5C示出了根据本发明的结晶器和冷却套构成的组件的示意性纵向和横向截面。
具体实施例方式应该注意到在附图中示图不具有相同比例。当液体形式的金属被浇注到结晶器内时，该结晶器的顶部部分经受一定的热传递曲线，其可以以不同温度的等温线来表征。图1是给出在使用时针对连续铸造长型产品沿测试结晶器的纵向方向和纵向厚度测量或模拟的等温线的图示，进入结晶器的液态金属在近似1450°C至1600°c之间的温度，该图取决于铸造产品的化学成分和铸造模式、截面和速度。图中示出的测试结晶器是900 mm长，具有13 mm的厚度并且具有方形截面。图2是根据图1情况的在使用中的测试结晶器的内部和外部温度曲线图的示图。 换言之，图2给出了在图1情况下沿使用中的测试结晶器的内侧和外侧面测量或模拟的温度。温度T° ,是测试结晶器的外侧面的温度，并且温度Τ° 是测试结晶器的内侧面的温度。这两个曲线给出了针对已知结晶器的给定海拔、在测试结晶器的厚度上的温度差异。例如，位于距已知测试结晶器的顶部200 mm处的已知测试结晶器的内部和外部点之间的温度差是大约100°C。如上所述，这种差异导致了结晶器的裂纹和其他问题。
本发明的目标是要最小化结晶器两点间的温度差。换言之，是为了使得结晶器具有更均勻的温度分布并且同时增加散热并减小内部结晶器壁的温度。为此目的，本发明的目标是一种用于连续铸造长型产品的结晶器，该结晶器包括界定结晶器厚度的内表面和外表面，内表面限定了结晶器腔。本发明的主要特征在于，结晶器的至少一部分的厚度根据使用中的另一结晶器的测量或模拟温度梯度而变化。该另一结晶器可以是具有已知特征的已知结晶器。图3A是根据本发明的结晶器10的一种实施例的纵向截面图，并且图:3B和图3C 是在所述结晶器10的两个不同高度或海拔处图3A的横向截面图。为了更好地理解，图:3B 和图3C具有正交二维坐标系，该坐标系由两个正交射线χ和y限定。结晶器10包括外部纵向表面12和内部纵向表面14并且能够由铜或包含铜的合金制成。这种结晶器也被成为结晶器管。此外，结晶器10包括沿轴线ζ延伸的多个纵向元件16至16C。元件16至16C 可以具有板形。在这种具体实施例中并且能够在图:3B和图3C中看出，结晶器10具有横向多边形截面并且包括多个内角A、B、C、D和多个外角A'、E、F、B，、B"、C"、C’、C’ 〃、D' 〃、D'、D"和 A'“。在图:3B的结晶器10的横向截面中，结晶器元件16由两个接连的内角A和B以及四个接连的外角A’、B’、E、F界定。所述横向结晶器元件16的竖直厚度e (其是厚度e在竖直轴线y上的投影)在第一竖直厚度el和第二竖直厚度e2之间从结晶器10的所述元件16 的一个点连续变化。针对这种具体结晶器元件16，元件16的第一厚度el是在点A和点E 之间的竖直距离，并且元件16的第二厚度e2是在点A和点A’之间的竖直距离。当然，针对厚度e，分别由角BB’ B〃C〃C’ CXC' C’ 〃D’ 〃D〃D’ D和DD’ D〃A〃A’ A界定的其他三个结晶器元件16A至16C中每个的厚度也如上所述变化，不过变化是沿对应的水平或竖直方向。图3C是在结晶器10的另一高度或海拔处的图3A的截面图。在这个示图中，结晶器10的横向截面具有不同的形状。在图3C的结晶器10的横向截面中，结晶器10的闭合横向元件18由两个接连的内角G和J以及四个接连的外角G’、K、L、J’来界定。所述横向结晶器元件18的水平厚度 e’(其是厚度e’在水平轴线χ上的投影)在第一水平厚度el’和第二水平厚度e2'之间从所述结晶器元件18的一个点连续变化。针对这种具体结晶器元件18，第一厚度el'是在点L和点J之间的水平距离，并且第二厚度是在点J和点J'之间的水平距离。当然，针对厚度e'，分别由角GG' G"H，"H，H、HH，H"I，I〃I和II，I〃J〃J’ J界定的其他三个闭合横向结晶器元件18A至18C中每个的厚度也如上所述变化，不过变化是沿对应的水平或竖直方向。此外，在图3的实施例中，每个横向结晶器元件相对于经过所述横向结晶器面的中心段且垂直于所述横向结晶器面的平面是对称的。换言之，如上定义的结晶器面的厚度 (e或e’)对于相对于所述结晶器面的中心段的两侧位于相同距离和处于这两侧的两个点而言具有相同值。在图中未示出的另一实施例中，厚度e沿结晶器的内角A、B、C或D之一的方向从一个结晶器元件16的部段AB、BC、⑶或DA的中间连续变化。此外，结晶器的横向厚度的变化能够被限于这个结晶器的顶部部分，而结晶器的其他部分具有恒定的横向厚度。例如，结晶器的横向厚度的变化能够仅在结晶器高度的前 300和400 mm之间纵向延伸。
此外，在图:3B和图3C的实施例中，其中结晶器10具有大体方形横向截面，在角区域中的厚度是相等的。换言之，距离AA'、BB'、CC'、DD'彼此相等并且距离GG'、HH'、II，、 JJ'也彼此相等。换言之，在结晶器的给定高度或海拔处被包含在结晶器的横向截面内的结晶器10的最大水平和竖直厚度可以具有相同值。此外，上述变化可以是增加，并且e2大于el而e2'大于el'。此外，在矩形截面结晶器的情况下，可能发生的是，在结晶器的给定高度或海拔处被包含在结晶器的横向截面内的厚度仅对于两个相对元件是相同的，而位于角区域内的最大厚度如上所述可以具有相同值。改变结晶器厚度这一原理也被应用到根据本发明的结晶器10的纵向方向。图3A 是结晶器10的纵向截面。结晶器10的每个元件16A和16C包括相应的纵向表面20和22， 每个表面具有相应厚度e3和e4。如上所述，厚度e3和e4的变化如图1和图2中所示的是使用中的另一结晶器上事先测量的纵向温度梯度的函数或者是结晶器的模拟纵向温度梯度的函数。更精确地，每个纵向元件16A、16C的纵向厚度e3和e4至少在结晶器的一部分上沿纵向轴线ζ所限定的两个方向从最小厚度点增加。更精确地，在图3A的实施例中， 在从结晶器10的顶点Pl竖直运动时，厚度e3和e4逐渐减小到厚度最小的点P。之后，厚度e3和e4增加到点P2。在点P2之后，厚度e3和e4是恒定的。作为示例，对于具有900 mm高度的结晶器而言，点Pl和P之间的距离能够包括在300至400 mm之间。元件16B和 16C在结晶器的纵向截面内的厚度也如上所述变化。厚度e3和e4的这种变化允许结晶器10中具有更均勻的温度分布且同时增加散热并减小内部结晶器壁的温度。结晶器10的最小厚度点P被置于距点Py近似在50至100 mm之间，该点Py是由于最大纵向温度点Px而在产品结晶器上确定的，其中该最大纵向温度点Px是事先在使用中的所述测试结晶器上测量的或者事先通过模拟确定的。基于已知结晶器上安装的热电偶或其他测量系统通过实验性测量以便找出真实的温度曲线，或者使用适当模拟程序来计算， 从而获得这个点Px和图1及图2的曲线。多种计算和温度曲线测量以及热传递计算显示出增加的铸造速度也导致了增加的热传递且因而增加了结晶器10 (所谓的铜管)的温度。这种热传递增加的原因在于
-由于钢在结晶器中的较短的停滞时间，因此壳较薄且更易变形，并且因而更多地承受铁水静压力，这会导致在壳和结晶器管之间存在更密切地接触且形成较小的空隙； -这还导致了壳具有较高温度且因而具有较大温度梯度，这造成较大热传递； -此外，在较高温度时，存在较小收缩，这再次导致了进一步的壳接触和更大热传递的条件。通过增加铸造速度来增加热传递在恰位于弯液面(meniscus)下方的区域中是特别明显的。这样的值和情况还通过使用仪表化的结晶器进行的实验来记录。在结晶器的角，相对于结晶器面的中心而言热传递较小，因此相应地在结晶器面的中心和位于弯液面下方的区域内达到结晶器管内的最大热传递值且因而达到最高温度。较高温度对于结晶器管的机械特性是有害的，因为这可能接近铜的再结晶温度， 而这会产生管硬度和稳定性的变化，且还导致更加可能在弯液面区域中的镀铬中产生裂纹。此外，因为热传导取决于传导材料的厚度，所以较薄的铜壁将明显地可能具有较大的热传递。基于所有上述事实，根据本发明的铜管的最小厚度的位置被定位在弯液面区域下方的区域内，精确的位置取决于铸造速度和铸造等级，并且能够被近似估计成位于距弯液面本身70至100 mm之间的距离处。通过铜厚度从最小值到最大值的连续变化，这个位置和相应的铜厚度以及保持管的其他区域内的实际铜厚度的可能性将具有下述积极效果
-增加更有效率的区域(壳厚度还没有用作热传递的屏障的区域)处的局部热传递； -相对于沿全部长度/周界均等延伸的具有相等最小厚度的管，所述铜管具有更大稳定性；
-铜管的温度减小且具有更加均等的温度分布，这导致更好的机械特性，从而还保持铸造条件下的适当硬度；
-由于稳定性增加、温度减小并且由于防止了大的温度梯度产生的镀铬裂纹/剥离，从而增加了结晶器寿命；
-减小了与过度温度增加相关的结晶器管变形的可能性，其中所述过度温度增加会导致管抵抗现有约束(例如水空隙管、法兰等)的热膨胀。为了获得根据本发明的结晶器，在一种实施例中，与用于确定图1和图2曲线的已知结晶器相比具有相同几何特征的结晶器被机加工直到获得如上所述且在图中所示的形状。为了获得根据本发明的结晶器，能够执行下述步骤 -测量或模拟在使用中的测试结晶器的温度梯度，
-机加工产品结晶器10以使得产品结晶器10的至少一部分的厚度e、e'、e3、e4根据测试结晶器的测量或模拟的温度梯度而变化。此外，在机加工所述结晶器之前，通过在使用中的所述测试结晶器上进行测量来确定或者通过模拟来事先确定具有最大纵向温度的第一点Px。在机加工所述产品结晶器10 之前，根据第一点Px的位置来确定位于结晶器10上的第二点Py。例如点Py可以位于第二结晶器的外侧面上，且在第二结晶器的顶部和点Py之间的纵向距离是点&和第一结晶器的顶部之间的距离的倍数。随后，结晶器10被机加工成使得最小厚度点P位于距第二点Py近似在50至100 mm之间。换言之，点Py在产品结晶器上的位置可以由点Px在测试结晶器上的位置推断得出。在产品结晶器10相对于测试结晶器具有不同尺寸的情况下，通过从测试结晶器获得的数据来拟合新尺寸从而计算产品结晶器的几何形状且特别是其厚度变化。此外，由一个测试结晶器确定的点Px的值且具体是位置能够被用于机加工彼此间具有或不具有相同几何特性的多个产品结晶器。在第一和第二结晶器具有相同几何特征的情况下，点可以位于分别在产品和测试结晶器上的相同位置处。例如，点Py位于与点Px距测试结晶器顶部相比距结晶器10 的顶部相同的纵向距离处。在铸造过程期间借助于冷却剂来冷却用于连续铸造长型产品的结晶器，其中所述冷却剂流动通过围绕结晶器的外部引导通道，以便避免与机械变形相关的问题并且额外地改进散热、增加水湍流并且有助于结晶器居中在水套内部。本发明的另一方面则是被设计成接收并至少部分地纵向围绕结晶器10的冷却套。图4A是根据本发明的冷却套的纵向截面图并且图4B-4D是在冷却套的不同高度或海拔处图4A的横向截面图。用于如前定义的结晶器的冷却套30包括界定两个纵向截面冷却套面36和38的内侧面32和外侧面34。冷却套30限定多个冷却管道36以便沿根据本发明的结晶器的外表面引导冷却剂。冷却管道至少在冷却套30的高度的一部分上延伸。冷却套30被设计成接收并至少部分地纵向围绕所述结晶器10并且具有相对于结晶器互补的形式。具体而言， 能够从图4A看出，冷却套的厚度i和i"沿冷却套30的高度变化。在图中所示实施例中，冷却套30具有包括多个部分30A至30D的方形截面形状。 在冷却套30的预定高度处由内侧面32和外侧面34界定的冷却套30的厚度i和i’反比于处于冷却套30的相同高度处的结晶器的截面纵向面20或22的厚度e3或e4。在图4A至图4D中能够看出，厚度i和i’在水套30的顶部部分中增加直到最大值且之后减小直到最小值并且在水套30的最后部分中保持恒定。制造被设计成与结晶器10配合的冷却套30的方法包括一步骤，其中冷却套被机加工成使得冷却套36、38的厚度i、i’根据使用中的测试结晶器的测量或模拟的温度梯度而变化。在一种实施例中，冷却套被机加工成使得在冷却套30的预定高度处的冷却套30 的厚度i、i’反比于在相同高度处结晶器10的厚度e3、e4。换言之，冷却套被机加工成使得至少在冷却套30的纵向部分上，在冷却套30的给定高度处，结晶器10’的厚度e3'和e4' 越大，则冷却套的厚度i和i'越不重要。图5A是包括根据本发明的冷却套30和结晶器10'的组件的纵向截面图，并且图 5B和图5C是在冷却套的不同高度或海拔处的图5A的横向截面。冷却套30具有纵向外形和横向外形，其遵循结晶器10'的外侧面的不同厚度e3' 和e4'并且还具有厚度i和i'，至少在冷却套30的一部分上所述厚度i和i'取决于使用中的另一结晶器上事先测量的温度梯度或使用中的结晶器的事先模拟的温度梯度。此外，为了将组件40的总体厚度保持在恒定值，在冷却套30的给定高度处，结晶器10’的厚度e3'和e4'越大则冷却套的厚度i和i'越不重要。除此之外，冷却套30包括能够围绕结晶器10被组装的部分，能够在工厂进行这种组装。此外，上述铸造结晶器还可以沿一定弯曲半径弯曲地延伸并且可以具有不同长度和/或厚度，这取决于铸造产品的尺寸和化学成分并且取决于所需生产率。因为不仅沿结晶器周界而且沿纵向方向具有更加均勻的散热，所以结晶器/冷却套组件的这种具体设计防止了结晶器变形，并且具有更高的铸造速度、更长的结晶器寿命以及更佳的产品质量。在小钢坯周界中的均勻冷却允许更均勻的壳生长，从而防止了由于差冷和最终的热张力所导致的可能的形状变形，且同时结晶器减小的厚度沿纵向方向的扩展将增加结晶器本身的散热能力，从而在相关地增加铸造速度和生产率的可能性下导致更快的壳生长。
所有这些优点给予了在减少机器成本方面的优点，即在具有相同数量的钢股的情况下具有更大的生产率或者在具有相同生产率的情况下钢股数量减小。此外，还可能将本发明安装在现有机器上，使用根据本发明的结晶器和结晶器冷却套来更换旧系统。
权利要求
1.一种用于连续铸造长型或平型产品的结晶器，所述结晶器沿轴线(ζ)延伸并且包括界定结晶器厚度(e、e'、e3、e4)的内表面和外表面，所述内表面限定结晶器腔，特征在于所述结晶器(10)的纵向截面内包含的所述结晶器的至少一个纵向元件(16A、16C)的厚度 (e3、e4)至少在所述结晶器(10)的一部分上沿纵向轴线(ζ)所限定的两个方向从最小厚度点P增加，该增加取决于使用中的测试结晶器的测量或模拟温度梯度。
2.根据权利要求1或权利要求2所述的结晶器，具有沿所述轴线(ζ)延伸的多个纵向元件(16、16A、16B、16C)，所述元件形成所述结晶器的横向多边形截面，特征在于结晶器横向截面内所包含的至少一个结晶器元件的厚度(e、e’)根据使用中的测试结晶器的测量或模拟横向温度梯度在第一值(el、e’ 1)和第二值(e2、e' 2)之间连续变化。
3.根据权利要求2所述的结晶器，特征在于所述厚度(e、e’)沿所述结晶器的内角(A、 B、C、D)之一的方向从所述结晶器元件(16)的部段(AB、BC、⑶、DA)的中间连续变化。
4.根据权利要求2和3中一项权利要求所述的结晶器，特征在于每个结晶器元件(16、 16A、16B、16C)的厚度沿所述结晶器(10)的内角(A、B、C、D、G、H、I、J)的方向从每个结晶器元件(16、16A、16B、16C)的部段的中间变化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的结晶器，特征在于至少一个结晶器元件(16、 16A、16B、16C、18、18A、18B、18C)相对于经过所述横向结晶器元件(16、16A、16B、16C)的中心段且与所述横向结晶器元件垂直的平面是对称的。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的结晶器，特征在于厚度(e)的变化仅在所述结晶器(10)的高度(h)的一部分上延伸。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的结晶器，特征在于所述变化是增加。
8.根据前述权利要求中任一项所述的结晶器，特征在于最大厚度(e2、e2')是相等的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的结晶器，特征在于厚度(e3、e4)的变化是在使用中的测试结晶器上测量或模拟的纵向温度梯度的函数。
10.根据前述权利要求中任一项所述的结晶器，特征在于每个纵向元件(16、16A、16B、 16C、18、18A、18B、18C)的纵向截面内所包含的厚度(e3、e4)至少在所述结晶器(10)的一部分上沿所述纵向轴线(ζ)所限定的两个方向从最小厚度点(P)增加。
11.根据前述权利要求所述的结晶器，特征在于根据事先在使用中的所述测试结晶器上测量的或通过模拟事先确定的最大纵向温度点Px的位置来定位所述最小厚度点P。
12.根据前述权利要求所述的结晶器，特征在于所述最小厚度点P被定位在所述结晶器上距点Py近似在50至100 mm之间，该点Py是根据在使用中的所述测试结晶器上事先测量的或通过模拟事先确定的所述最大纵向温度点Px来确定的。
13.—种制造根据前述权利要求中任一项所述的用于连续铸造长型或平型产品的结晶器(10)的方法，特征在于所述方法包括步骤-测量或模拟使用中的测试结晶器的温度梯度，-机加工所述结晶器(10)直到所述结晶器(10)的至少一部分的厚度(e、e'、e3、e4)根据所述测试结晶器的测量或模拟温度梯度而变化。
14.根据权利要求13所述的方法，其中-在机加工所述结晶器之前，通过在使用中的所述测试结晶器上测量或者通过模拟使用中的所述测试结晶器来确定具有最大纵向温度的第一点Px，-在机加工所述结晶器(10)之前，根据所述第一点Px在所述测试结晶器上的位置来确定第二点Py位于所述结晶器(10)上的位置，-机加工所述测试结晶器以使得最小厚度点位于距所述第二点Py近似在50至100 mm 之间。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述结晶器被机加工成使得点Py在所述结晶器 (10)上处于与点Px在所述测试结晶器上相同的位置。
16.一种设计成与根据权利要求1至12中任一项所述的结晶器(10)配合的冷却套 (30)，所述冷却套包括主体，该主体限定多个冷却管道(6)以用于沿所述结晶器(10)的外表面(12)引导冷却剂，所述冷却套(30)被设计成接收并至少部分地纵向围绕所述结晶器， 特征在于，所述冷却套(36、38)的厚度(i、i’)根据使用中的结晶器的测量或模拟温度梯度而变化。
17.根据权利要求16所述的冷却套，特征在于在所述冷却套(30)的预定高度处的所述冷却套(30)的厚度(i、i’ )反比于处于相同高度的所述结晶器(10)的厚度(e3、e4)。
18.—种制造被设计成与根据权利要求1至15中任一项所述的结晶器(10)配合的冷却套(30)的方法，特征在于所述方法包括一步骤，在该步骤中，所述冷却套被机加工成使得所述冷却套(36、38)的厚度(i、i’ )根据使用中的结晶器的测量或模拟温度梯度而变化。
19.根据前述权利要求所述的方法，其中所述冷却套被机加工成使得在所述冷却套 (30)的预定高度处的所述冷却套(30)的厚度(i、i’ )反比于处于相同高度的所述结晶器 (10)的厚度(e3、e4)。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述冷却套被机加工成使得至少在所述冷却套 (30)的纵向部分上，在所述冷却套(30)的给定高度处，所述结晶器(10’)的厚度(e3’、e4’ ) 越大则所述冷却套的厚度(i、i’)越不重要。
21.一种包括根据权利要求1至12中任一项所述的结晶器和根据权利要求16和17中任一项所述的冷却套的组件。
全文摘要
本发明涉及用于连续铸造长型或平型产品的结晶器，所述结晶器沿轴线(z)延伸并且包括界定结晶器厚度(e、e’、e3、e4)的内表面和外表面，内表面限定结晶器腔，特征在于所述结晶器(10)的纵向截面内包含的所述结晶器的至少一个纵向元件(16A、16C)的厚度(e3、e4)至少在所述结晶器(10)的一部分上沿纵向轴线(z)所限定的两个方向从最小厚度点P增加，该增加取决于使用中的测试结晶器的测量或模拟温度梯度。本发明还涉及制造这种结晶器的方法、与这种结晶器配合的冷却套设计以及包括这种结晶器和这种冷却套的组件。
文档编号B22D11/041GK102470425SQ201080034515
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月27日 优先权日2009年8月4日
发明者扎内利 U. 申请人:西门子Vai金属技术有限公司