一种组合式H型结晶器的制作方法

本实用新型涉及结晶器技术领域，具体而言，涉及一种组合式h型结晶器。

背景技术：

结晶器是连铸机非常重要的部件，被称为连铸设备的“心脏”。钢液在结晶器内冷却初步凝固成一定坯壳厚度的铸坯外形，并被连续的从结晶器下口拉出，进入而冷区。结晶器应具有良好的导热性和刚性，不易变形和内表面耐磨等优点。

其中，h型结晶器由结晶器宽面铜板和窄面铜板组合而成，目前h型结晶器进行连铸生产时存在连铸坯表面和内部缺陷较大的问题。

鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种组合式h型结晶器以解决上述技术问题。

本实用新型是这样实现的：

一种组合式h型结晶器，在连铸时通常设置两个对称的浇注水口，在距离浇注水口近的宽面铜板处设置高密度的冷却水孔，在距离浇注水口较远的宽面铜板处设置低密度的冷却水孔。

距离浇注水口越近的冷却水孔沿工作曲面的垂直间距越小，反之，距离浇注水口越远的冷却水孔沿工作曲面的垂直间距越大。

发明人研究发现，h型结晶器由于连铸水口(即浇注水口)距离h型结晶器的工作曲面距离不同，现有的等距离设置冷却水孔会导致距离连铸水口较近的位置的工作面温度远高于距离连铸水口较远位置的工作面温度，这样导致工作面温度形成较大的温差，致使连铸坯同一截面的各部位冷却不均匀，同一截面不同温度差产生的热应力使得坯壳表层产生细小裂纹，继续进入二冷区后，细小裂纹继续扩展形成明显裂纹。

常规的h型坯连铸属于近终形连铸技术，由于其断面的不规则性，铸坯断面冷却速度、铸坯收缩和内部应力不均匀，使铸坯表面和内部缺陷问题比较多，生产难度比较大。

发明人提供了一种冷却间距不等的h型结晶器的宽面铜板，宽面铜板采用冷却水孔冷却，设置靠近浇注水口的冷却水孔的间距较小(水孔密集区)，而远离浇注水口的冷却水孔的间距较大(水孔稀松区)。由于越靠近浇注水口的铜板面热负荷越大，反之，距离浇注水口越远的铜板面热负荷越小。热负荷越大，通常工作热面温度越高，为使h型铜板在等高度热面温度趋于一致，就必须带走更多热量，设置较高密度的冷却水孔可以带走较大的热负荷。而距离浇注水孔较远的铜板面设置较为稀松的冷却水孔可以对应相对小的热负荷。等高度铜板热面温度越趋于一致，连铸坯的热应力就越小，铸坯缺陷就越少，质量就越高。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的提供了一种组合式h型结晶器，宽面铜板采用冷却水孔冷却，设置靠近浇注水口的冷却水孔的间距较小，而远离浇注水口的冷却水孔的间距较大。由于越靠近浇注水口的铜板面热负荷越大，反之，距离浇注水口越远的铜板面热负荷越小。热负荷越大的铜板面，通常工作曲面的温度越高，为使h型铜板在等高度工作曲面的温度趋于一致，必须带走比热负荷小的铜板面更多的热量，设置较高密度(较小间距)的冷却水孔可以带走较大的热负荷。而距离浇注水孔较远的铜板面设置较为稀松的冷却水孔可以对应相对小的热负荷。等高度铜板热面温度越趋于一致，连铸坯的热应力就越小，铸造的铸坯缺陷就越少，质量就越高。这样设计的h型结晶器铜板更符合热传导理论，连铸更顺畅。宽面铜板与侧面铜板组合成的组合式结晶器可以用于铸造缺陷少，质量高的钢坯。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为组合式h型结晶器铜板组合示意图；

图2是h型结晶器铜板的一块宽侧铜板断面示意图；

图3是h型结晶器铜板的一块宽侧铜板沿工作曲面将冷却水孔进行纵剖后的俯视示意图；

图4为h型连铸坯断面形状示意图。

图标：1-宽侧铜板；2-窄侧铜板；3-水口；4-冷却水孔；a-水孔密集区；b-水孔稀松区。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参阅图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种组合式h型结晶器，其包括相对设置的两块宽侧铜板1和相对设置的两块窄侧铜板2。两块宽侧铜板1分别为宽面外弧铜板和宽面内弧铜板。两块宽侧铜板1和两块窄侧铜板2共同围成一个h型结晶器模具。在连铸时，结晶器模具在宽侧铜板1的两侧相对空间较大处插入对称的两个水口3(即浇注水口)。

窄侧铜板2与专利cn110076306a公开的窄面结晶器铜板相同。

宽侧铜板1与现有的h型结晶器宽边铜板的区别仅在于：宽侧铜板1内沿工作曲面阵列设置有多个冷却水孔4，相邻两个冷却水孔4的间距随冷却水孔4与任一水口3的距离缩短而减小。即距离水口3比较近的是水孔密集区a，冷却水孔4的间距较小，而距离水口3比较远的是水孔稀松区b，冷却水孔4的间距较大。

本实施例中，沿h型结晶器宽侧铜板1工作面距离约20mm平行位置设置直径为10mm的冷却水孔4，其中，在距离水口3比较近的水孔密集区a设置的冷却水孔4最小孔间距为15mm，在距离水口3比较远的水孔稀松区b设置的冷却水孔4最大孔间距为58mm。

实施例2

请参阅图1和图2，本实施例提供了一种组合式h型结晶器，与实施例1的区别在于，本实施例中，沿h型结晶器宽侧铜板1工作面距离约30mm平行位置设置直径为15mm的冷却水孔4，其中，在距离水口3比较近的水孔密集区a设置的冷却水孔4最小孔间距为18mm，在距离水口3比较远的水孔稀松区b设置的冷却水孔4最大孔间距为70mm。

对比例1

请参阅图4，本实施例提供了常规h型连铸坯断面形状示意图。

常规的h铸坯主要缺陷表现在如下几个方面：

铸坯r角及腹板处应力更为集中，容易产生表面质量缺陷。近终型异型坯连铸机存在的主要问题之一是铸坯表面裂纹，在轧材工序表现为腹板裂纹。裂纹出现在轧材腹板中部或靠近翼缘处，裂纹方向沿浇注方向。

铸坯在腹板r角处和腹板中部也存在表面裂纹，造成轧材腹板裂纹。表面裂纹与结晶器区域内的冷却关系较大。

腹板坯壳收缩受翼缘的牵制，形成额外的应力；翼缘变形使腹板与结晶器壁摩擦力增加，造成腹板坯壳冷却收缩产生的应力更大；结晶器下部和二冷区，翼缘收缩变形使腹板裂纹扩展趋势增大。

异形坯断面不规则，铸坯表面温度梯度大，实测表明腹板温度比其他部位低80-200℃，处于低温脆性区，裂纹敏感性强。

异型坯生产型钢时，腹板与r角处纵裂纹、翼缘端面结疤、掉肉等各种缺陷发生率高。

在结晶器中，翼缘端面由于受到三个方向的冷却，温度较低；在二冷区，翼缘端部温度仍较低，但铸坯腹板中心和窄面中心表面温度下降较快，翼缘内角附近的表面温度强烈变化，该处裂纹较易扩展出现裂纹和焊点缺陷。

因此，常规的h型坯连铸技术会导致比较多的铸坯表面和内部缺陷问题，生产难度比较大。

本实用新型设置靠近水口的冷却水孔间距小，远离水口的冷却水孔间距大，这样可以将靠近水口热负荷大的铜板热量通过密集冷却水孔快速带走，远离水口热负荷相对小的铜板热量通过稀松冷却水孔带走，使得h型铜板在等高度热面温度趋于一致，连铸坯的热应力越小，铸坯的缺陷就越少，质量就越高。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。