专利名称：混合冷却管式连铸结晶器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合冷却管式连铸结晶器，属于金属方坯连铸结晶器。
现有技术中的管式连铸结晶器，可分为通水冷却和喷淋冷却两种。通水冷却管式连铸结晶器，主要由铜管、导流水套、水箱及上下法兰等组成。冷却水从下部水箱流入，在压力作用下，由导流水套内自下而上均匀通过，冷却铜管，使钢水凝壳，经水箱上部流出，属于层流传热冷。铜管沿长度方向上的热流密度是变化的，而层流传热，冷却水的强度是一样的，冷却水常常会在弯月面区沸腾产生气雾膜，使得传热效率降低。若导流水套与铜管外壁之间的间隙，由于制造、安装等原因，产生不一致，引起冷却强度差异时，往往造成角裂、脱方或漏钢。另外，为防止在铜管外壁生成水垢影响传热效果，需采用软化水，增加了冷却成本。
中国专利CN92222292.4公开了一种喷淋冷却管式连铸结晶器。在原通水冷却式结晶器的基础上，去掉导流水套，在水箱之外雾加一外层水套，与原水箱外壁构成夹层水套。在原水箱的内壁上安装喷嘴座，喷嘴座上安装不同流量的喷嘴，冷却水在一定压力下通过进水孔，进入夹层水套，由喷嘴喷向铜管外壁，之后在大气压下自然下落，经出水口流出，属于射流冲出传热冷却。喷嘴喷出的高速冷却水，对铜管外壁的冲击作用，既易于打破弯月面区冷却水沸腾产生的气雾膜，又防止水垢的产生，传热效率较高。冷却水的冷却强度按铜管传热的热流密度大小合理分布，使铜管传热均匀。用净水代替软化水，降低了冷却成本。所存在的不足之处在于在铜管上部，迅速而强有力的冷却后，铸坯与铜管内壁间产生气隙，阻止铜管向外传热，使下部喷嘴喷出的高速水流不能发挥应有的效率，造成冷却水的浪费。另外由于冷却水中的杂质沉积，易造成下部喷嘴堵塞，难于清理，增加了维修费用。
本实用新型的目的是提供一种混合冷却管式连铸结晶器，将层流传热冷却与射流冲击传热冷却相结合，使结晶器冷却强度分布及结构设计更为合理，进一步提高冷却效率，节省冷却用水，并使其易于维护。
本实用新型的目的是这样实现的。在结晶器中部，铜管与水箱之间有一与水箱内壁固连的隔板，隔板与铜管相接触处装有密封环；导流水套设置在隔板以下，支承固定在水箱上；安装板座以上，水箱外侧的外层水套与水箱构成喷淋水箱；隔板上部水箱内壁上通过喷嘴座装有不同流量的喷嘴；隔板与导流水套之间的水箱壁上开有与喷淋水箱相通的孔；进水口设置在水箱下部，出水口穿过外层水套设置在水箱中部隔板之上。隔板将结晶器的冷却系统分成两部分，上部为喷淋冷却，下部为通水冷却。
上部采用喷淋冷却方式，喷嘴喷出的高速冷却水对铜管外壁的冲击作用，易于打破弯月面区冷却水沸腾产生的气雾膜，并防止水垢产生，传热效率高，使铜管得到迅速而均衡的冷却，明显助长了坯壳的形成。但同时，在铸坯与铜管内壁间产生气隙，使铜管传热效率下降，随着坯料进入下部通水冷却系统后，冷却强度的降低，铸坯在液心热量作用下膨胀，气隙缩小，铜管的热传递效率恢复。此时刚进入水箱的低温冷却水，对铜管产生次强冷作用，铸坯与铜管之间再次产生间隙，冷却水的效率得以充分的发挥。上部喷淋冷却水是下部导流水套中冷却水的再次使用，但由于自弯月面区以下热流密度逐步减小，所以通过导流水套之后，温升不会很高，不影响上部喷淋系统的冷却效果。同时冷却水温升较低，也不易在铜管上结垢。
本实用新型与现有技术相比所具有的优点是1.上半部采用喷淋冷却方式，下半部采用通水冷却方式，使冷却水的冷却强度按铜管传热的热流密度大小合理分布，冷却均匀，冷却水的效率得到充分的发挥，冷却强度高；2.由于上部喷淋冷却水是下部通水冷却水的再次使用，实际用水量仅为上部喷淋用水量，与喷淋冷却管式连铸结晶器相比冷却水用量可节约50％；3.由于冷却均匀，冷却强度高，与采用喷淋冷却管式连铸结晶器的铸机相比可使拉坯速度提高10％以上；4.结构设计上避免了原喷淋冷却管式连铸结晶器，由于冷却水中杂质沉积造成的下部喷嘴堵塞现象，易于维护。
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详述。
图1为本实用新型混合冷却管式连铸结晶器的结构示意图图2为
图1的A-A剖视图。
如
图1、2所示，本实用新型混合冷却管式连铸结晶器主要由上法兰1、下法兰2、水箱3、导流水套4、铜管5、密封圈6、进水口7、出水口8、外层水套9、喷嘴座10、喷嘴11、环形过滤网12、隔板13、密封环14和安装板座15构成。在结晶器中部，铜管5与水箱3之间有一与水箱3固连的隔板13，隔板13与铜管5相接触处装有密封环14。导流水套设置在隔板13以下，支承固定在水箱3上。安装板座15以上，水箱3外侧的外层水套9与水箱3构成喷淋水箱16。隔板13上部水箱3内壁上通过喷嘴座10装有不同流量的喷嘴11。隔板13与导流水套4之间的水箱3壁上开有与喷淋水箱16相通的孔17。进水口7设置在水箱3下部。出水口8穿过外层水套9，设置在水箱3中部隔板13之上。在隔板13与导流水套4之间设置有一环形过滤网12，使冷却水在由孔17进入喷淋水箱16之前得到过滤，进一步防止喷嘴11因冷却水中杂质而堵塞。喷嘴11沿铜管5长度方向同时相对于铜管5的四个面部和四个角部布置，相对于铜管5的每个面部和每个角部各布置3个。
整个结晶器通过安装板座15安装固定在连铸机振动器上。工作时，冷却水由进水口7进入水箱3，从导流水套4中自下而上均匀流过，经过滤网12过滤后由孔17进入上部喷淋水箱16，由喷嘴11喷向铜管5外壁，之后在大气压下自然下落经出水孔8流出。
本实用新型对于两端固定铜管形式的结晶器和吊挂铜管形式的结晶器均适用。既可新制，也可在原通水冷却管式连铸结晶器或喷淋冷却管式连铸结晶器结构基础上进行改制，可完全利用原管式连铸结晶器的进水、回水系统，并可实现在线整体更换。
权利要求1.一种混合冷却管式连铸结晶器，具有上法兰、下法兰、水箱、导流水套、铜管、密封圈、进水口、出水口、外层水套、喷嘴座、喷嘴、安装板座等，其特征在于在结晶器中部，铜管(5)与水箱(3)之间有一与水箱(3)内壁固连的隔板(13)，隔板(13)与铜管(5)相接触处装有密封环(14)；导流水套(4)设置在隔板(13)以下，支承固定在水箱(3)上；安装板座(15)以上，水箱外侧的外层水套(9)与水箱(3)构成喷淋水箱(16)；隔板(13)以上，水箱(3)内壁上通过喷嘴座(10)装有不同流量的喷嘴(11)；隔板(13)与导流水套(4)之间的水箱(3)壁上开有与喷淋水箱(16)相通的孔(17)；进水口(7)设置在水箱(3)下部，出水口(8)穿过外层水套(9)，设置在水箱(3)中部隔板(13)之上。
2.根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于所述的隔板(13)与导流水套(4)之间设置有一环形过滤网(12)。
3.根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于所述的喷嘴(11)沿铜管(5)长度方向，可以相对于铜管(5)的四个面部布置，可以相对于铜管(5)的四个角部布置，也可以同时相对于铜管(5)的四个面部和四个角部布置。
4.根据权利要求3所述的结晶器，其特征在于所述的喷嘴(11)相对于铜管(5)的每个面部或/和及每个角部各布置2-6个。
专利摘要本实用新型公开了一种混合冷却管式连铸结晶器，在结晶器中部，铜管(5)与水箱(3)之间有一与水箱(3)内壁固连的隔板(13)，隔板(13)与铜管(5)相接触处装有密封环(14)。隔板(13)将结晶器的冷却系统分成两部分，上部为淋冷却，下部为通水冷却。使结晶器冷却强度分布及结构设计更为合理，进一步提高了冷却效率，与喷淋冷却管式连铸结晶器相比冷却水用量可节约50％，而且易于维护。
文档编号B22D11/04GK2235336SQ9522503
公开日1996年9月18日 申请日期1995年10月30日 优先权日1995年10月30日
发明者陈韧, 张如斌, 师磊, 罗建, 杨翎媛 申请人:冶金工业部北京冶金设备研究院