一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，包括平面区域和倒角区域，关键在于：所述平面区域的宽度为整个铜板宽度的70%~95%，倒角区域与铜板侧面的夹角α为30°~70°，倒角区域的高度为整个铜板宽度的2%~20%。本实用新型提出的倒角结晶器窄面铜板，能够避免铸坯角部裂纹缺陷，延长窄面铜板的使用寿命，同时具有结构简单、后期维护方便、实用性较强的特点。
【专利说明】一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及涉及一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板。
【背景技术】
[0002]“十二五”钢铁工业对科技发展的总体要求为实现由注重规模扩张发展向注重品种质量效益转变。为了提高市场竞争力，我国大多数钢铁企业都在连铸生产线上将产品升级放在首位，提高量大面广的铸坯质量。特厚和常规板坯由于窄面铜板一般采用平面结构，铸坯角部呈直角形状，铸坯角部由于受二维冷却使角部收缩量大于结晶器铜板锥度补偿量，导致在偏角部特别是宽面偏角部局域形成较大的气隙，而气隙热阻占整个热阻80%以上，进一步导致铸坯偏角部区域温度过高，形成热点区域，并在该区域平面内产生较大的横向拉应力；而铸坯在经过二冷区或拉矫区甚至出结晶器口时，角部温度低至800° 0-900。C，进入了第III脆性区，整个铸坯坯壳表面温度呈不均匀分布，引起了铸坯角部横裂纹的产生，而微合金化技术的应用导致这个问题更加严重。
[0003]一些钢铁企业采取了提高钢水质量、优化振动与保护渣理化性能和优化二冷工艺等措施，但都未能从本质上解决铸坯角部横裂纹的质量问题。近年来，一些钢铁企业采用了倒角结晶器技术，其目的是将原有铸坯的两个直角变为钝角，有效的提高了铸坯角部温度，达到了铸坯坯壳表面温度较均匀分布的目的，有利于消除铸坯角部横裂纹缺陷。
实用新型内容
[0004]本实用新型提出了一种结构简单、实用性较强的板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，旨在消除铸坯角部裂纹缺陷。
[0005]本实用新型的目的是提供一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，目的在于保证铸坯坯壳表面温度的均匀性，避免铸`坯角部区域的裂纹，延长窄面铜板的使用寿命，同时具有结构简单、后期维护方便、实用性较强的特点。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，包括平面区域和倒角区域，其特征在于:所述平面区域的宽度为整个铜板宽度的70%~95%，倒角区域与铜板侧面的夹角α为30°~70°，倒角区域的高度为整个铜板宽度的
2% ~20%ο
[0007]所述窄面铜板还包含中部的直水缝和两侧的斜水缝，斜水缝与结晶器窄面铜板水平面的夹角为40°~85°，斜水缝顶部与窄面铜板热面的距离等于直水缝的顶部与铜板热面的距离。
[0008]窄面铜板在结晶器上口处热面的轮廓线包含上口倒角轮廓线和上口平面轮廓线，在结晶器下口处热面的轮廓线包含下口倒角轮廓线和下口平面轮廓线，结晶器上口热面轮廓线到下口热面轮廓线沿窄面铜板中部纵断面结晶器高度方向的轮廓线光滑过渡。
[0009]上口倒角轮廓线由折线和圆弧线组合而成，上口平面轮廓线为直线，其中上口倒角轮廓线和上口平面轮廓线间采用圆弧线光滑过渡，过渡半径为5~15mm。[0010]下口倒角轮廓线为折线，下口平面轮廓线为直线，其中下口倒角轮廓线和下口平面轮廓线间采用圆弧线光滑过渡，过渡半径为5?15mm。
[0011]窄面铜板中部纵断面结晶器高度方向热面的轮廓线由第一一折线、圆弧线、第一二折线组成，其中:圆弧线使得第一一折线和第一二折线间的光滑过渡，第一一折线在结晶器高度方向上的长度为180?320mm。
[0012]窄面铜板中部纵断面结晶器高度方向热面的轮廓线由第二折线和曲线组成，曲线为抛物线或双曲线，第二折线与曲线相切，第二折线在结晶器高度方向上的长度为100?200mmo
[0013]窄面铜板在宽度方向上以表面中心线为对称线，呈对称分布。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优点:
[0015](I)倒角部位斜水槽设计结构简单、维护清理方便，与角部热电偶检测无干涉，同时其冷却强度能够补偿倒角部位铜板厚度的增加，保证铸坯坯壳表面温度的均匀性，实用性较强。
[0016](2)在结晶器高度方向上采用变锥度或连续锥度的设计方式，上部锥度大于下部锥度，并保证上下锥度间的光滑过渡。适当增加结晶器上部的锥度，可避免铸坯坯壳和铜板热面间的间隙，保证铸坯坯壳和铜板热面间的紧密接触，有利于铸坯坯壳的均匀生长。适当减小结晶器下部的锥度，可减小铸坯坯壳和铜板热面间的磨损，提高铜板的使用寿命。采用连续锥度设计方式，可以很大程度地保证坯壳与铜板热面的良好接触，有利于提高拉坯速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例1和实施例2的结构示意图；
[0018]图2为图1中所示的实施例1的A-A断面结构示意图；
[0019]图3为图1中所示的实施例2的A-A断面结构示意图。
[0020]图中:1为窄面铜板,2为平面区域,3为倒角区域,4为上口倒角轮廓线,5为上口平面轮廓线，6为下口倒角轮廓线,7为下口平面轮廓线,8为直水缝,9为斜水缝,10为窄面铜板螺纹孔，11为窄面铜板热电偶安装孔，12为第一一折线，13为圆弧线，14为第一二折线，15为第二折线，16为曲线；
[0021]图中:α为窄面铜板倒角区域与铜板侧面的夹角，β为斜水缝与窄面铜板水平面的夹角，H为窄面铜板倒角区域的高度，SI为斜水缝顶部与窄面铜板热面的距离，S2直水缝顶部与窄面铜板热面的距离，LI为第一轮廓线在结晶器高度方向上的长度，L2为第二折线15在结晶器高度方向上的长度。
【具体实施方式】
[0022]下面根据附图对本实用新型作进一步说明。
[0023]本实用新型主要用于生产厚度为150?500_铸坯，结晶器在高度方向上为竖直结构。在结晶器高度方向上采用变锥度的设计方式，上部锥度大于下部锥度，并保证上下锥度间的光滑过渡，这样有利于铸坯坯壳的均匀生长，减小窄面铜板热面的磨损，提高铸坯质量和窄面铜板的使用寿命。[0024]实施例1，如图1和图2所示，结晶器窄面铜板的热面与钢水接触，热面包含平面区域2和两侧的倒角区域3。平面区域布置有一个或多个均匀分布的直水缝8，两侧的倒角区域布置有一个或多个斜水缝9，斜水缝9顶部与倒角区域热面的距离SI等于直水缝8顶部与平面区域热面的距离S2，这样不仅保证了倒角斜水缝冷却强度能够补偿倒角部位铜板厚度的增加，而且有利于铸坯表面温度的均匀分布和坯壳的均匀生长。倒角区域采用斜水缝结构形式，不仅能够保证冷却效果，而且结构简单、易加工、后期也易于清理和维护，最重要的是不会如圆孔水道对角部热电偶检测干涉较大，检测数据准确性较高。倒角区域3与铜板侧面的夹角α为30°?70°，当α小于30°时，会导致角部变尖变长，斜水槽9对倒角区域的冷却效果不好，同时会在尖角部位产生较大的应力，降低铜板的使用寿命；当α大于70°时，会导致倒角区域温升不明显，倒角失去意义。倒角区域3的高度H为整个铜板宽度的2%?20%，当H值太小时，同样达不到提升倒角区域温度的效果；而当H值太大时，会导致倒角区域温升过高，该区域铸坯坯壳厚度较薄，新增角部裂纹和漏钢的危险，而此时由于倒角区域铜板热面和铸坯坯壳间已产生气隙，采用增加斜水槽深度、增加斜水槽数量或开圆孔水道等措施，也无法达到降低倒角区域温度的目的。结晶器热面上口倒角轮廓线4由折线和圆弧线的一种或几种组合而成，特别当结晶器热面上口倒角轮廓线4由折线和圆弧线组合而成时，能够使铸坯坯壳表面温度分布更均匀，达到类似结晶器铜管角部倒圆角的效果。
[0025]如图2所示，结晶器窄面铜板的热面与钢水接触，在结晶器高度方向上为双锥度结构，第一一折线12为A-A断面结晶器高度方向上口热面的轮廓线，为斜线，第一二折线14为A-A断面结晶器高度方向下口热面的轮廓线，第一二折线14为直线，圆弧线13保证第一一折线12和第一二折线14间的光滑过渡。由于钢水在结晶器弯月面下100?200mm处收缩量最大，因此第 折线12在结晶器高度方向上的长度LI为180?320mm。第 折线12适当增加了结晶器上部的锥度，可避免铸坯坯壳和铜板热面间的间隙，保证铸坯坯壳和铜板热面间的紧密接触，有利于铸坯坯壳的均匀生长。
[0026]实施例2，如图3所示，与实施例1不同的是，结晶器窄面铜板的热面与钢水接触，其截面在结晶器高度方向上为连续锥度结构，曲线16为抛物线或双曲线，第二折线15与曲线16相切。连续锥度的铜板热面被认为是最接近铸坯凝固收缩规律的形状，可以很大程度地保证坯壳与铜板热面的良好接触，提高冷却效率，有利于提高铸坯质量和拉坯速度。由于弯月面一般位于结晶器上口往下80?120mm，因此第二折线15在结晶器高度方向上的长度 L2 为 100 ?200mm。
【权利要求】
1.一种板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，包括平面区域和倒角区域，其特征在于:所述平面区域的宽度为整个铜板宽度的70%?95%，倒角区域与铜板侧面的夹角α为30°?70°，倒角区域的高度为整个铜板宽度的2%?20% ； 所述窄面铜板还包含中部的直水缝和两侧的斜水缝，斜水缝与结晶器窄面铜板水平面的夹角为40°?85°，斜水缝顶部与窄面铜板热面的距离等于直水缝的顶部与铜板热面的距离； 窄面铜板在结晶器上口处热面的轮廓线包含上口倒角轮廓线和上口平面轮廓线，在结晶器下口处热面的轮廓线包含下口倒角轮廓线和下口平面轮廓线，结晶器上口热面轮廓线到下口热面轮廓线沿窄面铜板中部纵断面结晶器高度方向的轮廓线光滑过渡； 上口倒角轮廓线由折线和圆弧线组合而成，上口平面轮廓线为直线，其中上口倒角轮廓线和上口平面轮廓线间采用圆弧线光滑过渡，过渡半径为5?15mm。
2.如权利要求1所述的板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于:下口倒角轮廓线为折线，下口平面轮廓线为直线，其中下口倒角轮廓线和下口平面轮廓线间采用圆弧线光滑过渡，过渡半径为5?15mm。
3.如权利要求1所述的板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于:窄面铜板中部纵断面结晶器高度方向热面的轮廓线由第一一折线、圆弧线、第一二折线组成，其中:圆弧线使得第一一折线和第一二折线间的光滑过渡，第一一折线在结晶器高度方向上的长度为180 ?320mm。
4.如权利要求1所述的板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于:窄面铜板中部纵断面结晶器高度方向热面的轮廓线由第二折线和曲线组成，曲线为抛物线或双曲线，第二折线与曲线相切，第二折线在结晶器高度方向上的长度为100?200mm。
5.如权利要求1所述的板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于:窄面铜板在宽度方向上以表面中心线为对称线,呈对称分布。
【文档编号】B22D11/057GK203380340SQ201320350661
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】雷松, 曾珊, 韩志伟, 阎建武, 冯科, 青绍平 申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司