一种板坯结晶器及其窄面铜板的制作方法

本实用新型涉及结晶器铜板技术领域，具体而言，涉及一种板坯结晶器及其窄面铜板。

背景技术：

板坯结晶器通常是由两块宽面铜板夹着两块窄面铜板，根据所连铸的板坯宽度，窄面铜板关于宽面铜板中心线对称调整。而窄面铜板通常上口宽度比下口宽度要大，在窄面铜板在安装过程中是将窄面板下口向宽面铜板中心线方向倾斜一个角度，且窄面铜板左右对称。这样设置在连铸过程中随着钢水的结晶凝固收缩，结晶器沿结晶方向也发生相应地收缩，以使结晶器铜板连续支撑坯壳。这样有助于坯壳尽可能减小外张的应力，保钢坯的质量。

在板坯连铸结晶器铜板技术领域，窄面板铜板的工作面通常设计为平板，也有报道在窄面板铜板厚度方向，将上部工作面的断面设计成抛物线或倒角形式，然后在铜板宽面铜板与窄面铜板组合时，将窄面板下口向中间倾斜一个角度，以补偿铸坯在结晶过程中的体积收缩。其中，平板式工作面完全依赖倾斜度补偿，这种设计仅适用于结晶过程板坯体积收缩不敏感的钢种；上部设计成抛物线或倒角形式窄面铜板，虽然对体积收缩比较大的钢种有一定的减小铸坯内应力和表面裂纹的作用，但仍不能根本消除表面裂纹的存在。

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了一种板坯结晶器及其窄面铜板以解决上述技术问题。

本实用新型是这样实现的：

一种结晶器的窄面铜板，窄面铜板的工作面呈拱形，窄面铜板具有上口和下口，工作面的最大拱形凸起部与窄面铜板上口处的垂直高度与窄面铜板的总高度的比例为0.9-1.1:3，窄面铜板的上口与窄面铜板的下口厚度尺寸相等。

本实用新型提供了一种结晶器的窄面铜板，该窄面铜板额外增加了坯壳在宽度方向凝固收缩补偿，可充分补偿坯壳在结晶器内的收缩，更符合连铸过程体积收缩大的钢种的凝固收缩特性，对初始凝固收缩大的坯壳起到支撑、减小坯壳在比较薄弱时受到张应力而产生坯壳表面裂纹现象，不仅使板坯裂纹缺陷显著降低，而且大大减少处理裂纹所带来的一系列问题，成本显著降低，良品率显著提高。

因此，本实用新型提供的窄面铜板使得坯壳受到的张应力显著降低，解决了板坯角裂问题，极大程度上降低了板坯的修磨量和环节成本，提高了成材率，增加了效益。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述工作面的凸度由最大拱形凸起部分别向上口处和下口处梯度减小。

通过设置梯度减小的拱形工作面，有助于提供充分的收缩补偿，实现坯壳在结晶器内均匀生长，减少张应力，降低坯壳表面裂纹的出现。

在其他实施方式中，梯度减小是指从最大的拱形凸起部平滑地向铜板的两端降低厚度。在其他实施方式中，梯度减小也可以是根据实际生产的需求进行自适应调整。

最大的拱形凸起部是指工作面凸起部位的最高点(也即窄面铜板最厚的地方)。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述工作面的最大拱形凸起部的厚度比窄面铜板的下口处的厚度要厚2-5mm。最大拱形凸起部的厚度与窄面铜板的下口厚度的差值即为最大拱高。

经过申请人反复试验发现，最大拱高在上述范围内时，结晶器内的坯壳无表面裂纹的产生。

在其他实施方式中，也可以根据连铸钢种的体积收缩性能的大小进行设置最大拱高的高度。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述工作面的最大拱形凸起部的厚度比窄面铜板的下口处的厚度要厚2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述窄面铜板的下口处的厚度为30-50mm。

在其他实施方式中，窄面铜板的下口厚度也可以根据实际需要进行自适应调整，并不限于上述限定的范围中。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述窄面铜板的下口处的厚度为30mm、32mm、35mm、40mm、43mm、46mm或50mm。

一种板坯结晶器，其包括上述结晶器的窄面铜板。

板坯结晶器还包括宽面铜板，窄面铜板和宽面铜板的数目均为两个，两块宽面铜板中间夹设有两块窄面铜板形成夹腔，且两块窄面铜板向两块宽面铜板的中心轴线方向倾斜。

在板坯结晶器斜度基础上，又额外增加了板坯在宽度方向凝固收缩补偿，更符合连铸过程体积收缩大的钢种的凝固收缩特性。有助于降低坯壳收到的张应力，进而消除板坯角裂的问题。这样同时也降低了板坯的修磨量，降低了铸造成本，提升了成材率，增加了效益。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述两块窄面铜板向两块宽面铜板的中心轴线向内倾斜。

在本实用新型应用较佳的实施方式中，上述两块窄面铜板关于两块宽面铜板的中心轴线对称分布。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种板坯结晶器及其窄面铜板，该窄面铜板额外增加了坯壳在宽度方向凝固收缩补偿，可充分补偿坯壳在结晶器内的收缩，更符合连铸过程体积收缩大的钢种的凝固收缩特性，对初始凝固收缩大的坯壳起到支撑、减小坯壳在比较薄弱时受到张应力而产生坯壳表面裂纹现象，不仅使板坯裂纹缺陷显著降低，而且大大减少处理裂纹所带来的一系列问题，成本显著降低，良品率显著提高。窄面铜板应用于板坯结晶器中可以用于连铸体积收缩大的钢种。

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为是结晶器铜板的组装示意图；

图2是窄面铜板工作面的平面示意图；

图3是图2的左视图；

图4是两个结晶器的窄面曲线形状示意图(单侧)。

图标：1-宽面铜板；2-窄面铜板；3-窄面铜板工作面。

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

本实施例提供了一种板坯结晶器，参照图1和图2所示，在板坯结晶器的前后分别设置有宽面铜板1，在两块宽面铜板1的左右两侧分别设置有窄面铜板2，且两块窄面铜板2被两块宽面铜板1夹紧。两块宽面铜板1中间夹设有两块窄面铜板2形成用于铸造成型的夹腔。

由图1可知，组装后的结晶器通过窄面铜板2向宽面铜板中心线方向倾斜，获得结晶器上口尺寸大、下口尺寸小的锥度，通过这个锥度弥补钢水在结晶器内结晶过程中体积收缩的补偿。

参照图2和图3所示，图2为窄面铜板工作面3的正视图，图3为窄面铜板工作面3的左视图。

结晶器的窄面铜板工作面3呈拱起结构。最大拱形凸起部与上口处的垂直高度占整个窄面铜板2的高度的三分之一。在其他实施例中，最大拱形凸起部的高度也可以是窄面铜板2的高度的三分之一处上下浮动20mm。

最大的拱形凸起部是指窄面铜板工作面3凸起部位的最高点(也即窄面铜板2最厚的地方)。

窄面铜板工作面3的最大拱形凸起部的厚度比窄面铜板的下口处的厚度要厚2-5mm。在实际应用中，最大拱形凸起部的拱高可以进行自适应调整。

最大拱形凸起部的厚度与窄面铜板的下口厚度的差值即为最大拱高。

窄面铜板工作面3的凸度由最大拱形凸起部分别向上口处和下口处梯度减小。

通过设置梯度减小的窄面铜板工作面3，有助于提供充分的收缩补偿，实现坯壳在结晶器内均匀生长，减少张应力，降低坯壳表面裂纹的出现。

梯度减小是指从最大的拱形凸起部平滑地向窄面铜板2的两端降低厚度。

设置上口尺寸和下口尺寸相等，本实施例中设置上口处和下口处的厚度均为40mm。

窄面铜板工作面3的上口宽度为276.5mm，下口宽度为273.5mm，窄面铜板2的高度为900mm。

本实施例中设置窄面铜板工作面3的最大拱高为4.00mm，设置最大拱高处(即最大拱形凸起部)距离上口处的垂直高度为300mm。

将本实施例中的窄面铜板2用于连铸体积收缩大的钢种。拱高与窄面铜板2的高度曲线参照图4所示(fx1曲线)。

由图4可知，窄面铜板2上口和下口的拱高均为0拱高。从上口顺序向下，第100mm处的拱高为1.94mm，第120mm处的拱高为2.31mm，第140mm处的拱高为2.65mm，第160m处的拱高为2.94mm，第180mm处的拱高为3.2mm，第200mm处的拱高为3.42mm，第220mm处的拱高为3.61mm，第240mm处的拱高为3.76mm，第260mm处的拱高为3.87mm，第280mm处的拱高为3.90mm，第300mm处的拱高为4mm，第320mm处的拱高为3.98mm，第340mm处的拱高为3.95mm，第350mm处的拱高为3.93mm，第370mm处的拱高为3.84mm，第390mm处的拱高为3.77mm，第410mm处的拱高为3.68mm，第430mm处的拱高为3.59mm，第450mm处的拱高为3.49mm，第510mm处的拱高为3.18mm，第550mm处的拱高为2.96mm，第610mm处的拱高为2.55mm，第650mm处的拱高为2.26mm，第710mm处的拱高为1.8mm，第790mm处的拱高为1.1mm，第810mm处的拱高为0.91mm，第850mm处的拱高为0.52mm，第890mm处的拱高为0.11mm，第900mm处的拱高为0。

实施例2

本实施例提供了一种板坯结晶器，与实施例1的区别在于，本实施例中的板坯结晶器的窄面铜板2尺寸不同。本实施例中窄面铜板2的最大拱高为2.69mm，而实施例1的最大拱高为4.00mm。

本实施例中设置窄面铜板2的最大拱高处(即最大拱形凸起部)距离上口的垂直高度为300mm。

窄面铜板工作面3的上口宽度为276.5mm，下口宽度为273.5mm，窄面铜板2的高度为900mm。

本实施例提供的板坯结晶器用于连铸体积收缩较小的钢种。拱高与窄面铜板2的高度曲线参照图4所示(fx2曲线)。

本实用新型提供的板坯结晶器及其窄面铜板，该窄面铜板额外增加了坯壳在宽度方向凝固收缩补偿，可充分补偿坯壳在结晶器内的收缩，更符合连铸过程体积收缩大的钢种的凝固收缩特性，对初始凝固收缩大的坯壳起到支撑、减小坯壳在比较薄弱时受到张应力而产生坯壳表面裂纹现象，不仅使板坯裂纹缺陷显著降低，而且大大减少处理裂纹所带来的一系列问题，成本显著降低，良品率显著提高。窄面铜板应用于板坯结晶器中可以用于连铸体积收缩大的钢种。

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。