连铸结晶器的窄面铜板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及金属凝固和连续铸造技术领域，特别是一种连铸结晶器的窄面铜 板。
【背景技术】
[0002] 随着世界冶金技术的发展，现代连铸技术不断进步，可浇铸钢种不断扩大，一些高 合金、高品质、高裂纹敏感性钢种已经不断在大型钢铁企业连铸生产流程中得以生产；这其 中主要的技术进步之一是大断面铸坯连铸技术的发展；大断面铸坯连铸技术的发展，钢材 的压缩比增加，钢材的产品质量提高；但铸坯断面的增大带来的不利影响就是：在连铸过 程中由于铸坯体积较大，在凝固的过程中其由液相变为固相时，体积收缩使得在结晶器下 部的空腔中，铸坯与结晶器铜板之间产生间隙，从而严重影响了铸坯的散热，使其下部拉出 的钢坯表面产生大量的裂纹以及边角开裂率高的现象，而且由于散热较慢使铸坯外皮过薄 可能导致压力不均匀造成铸坯表面产生压痕，尤其是近年来大板坯连铸机的铸坯厚度已经 达到220~450mm厚度以上，大方还和大矩形还厚度更是达到了 350~500mm以上，如果由 于产生间隙较大导致散热不均匀，轻则停机检查，重则受压造成钢坯钢皮破裂导致钢水泄 漏的严重生产事故；在CN202415652中公开了一种内型腔可调式板坯结晶器，包括结晶器 单体，结晶器单体包括两个相对且活动设置的夹持体，所述夹持体包括由一块铜板和多块 钢板围成的密闭冷却水腔，所述铜板设置于两冷却水腔相对面；所述结晶器单体还包括两 个相对且活动设置于所述两夹持体之间的内夹体，所述内夹体包括由一块铜板和多块钢板 围成的密闭冷却水腔，所述铜板设置于两冷却水腔相对面；所述夹持体和内夹体的铜板共 同围成了所述结晶器单体的内型腔，所述夹持体设置有固定内夹体的可调紧固装置，该结 晶器只需用一套夹持体配以多套内夹体即可生产多种规格的板坯，其在增强了结晶器的适 应性，然而并未充分考虑到钢水在结晶过程中体积的缩小带来的问题，收缩的体积会使得 结晶器的下部的钢坯与结晶器窄板的内壁出现导热不良的现象发生。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服上述不足，公开了一种在弹性支撑件的作用下使得钢 水在凝固的过程中钢坯始终紧贴结晶器内壁的连铸结晶器的窄面铜板。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案：
[0005] -种连铸结晶器的窄面铜板，包括工作铜板和背板，所述工作铜板内设置冷却机 构，所述工作铜板的背面上部通过固定支撑件与所述背板连接，所述工作铜板的背面下部 通过弹性支撑件与所述背板连接。
[0006] 所述工作铜板的两侧面下部设置凹面。
[0007] 所述固定支撑件与弹性支撑件的分布区域从工作铜板两侧面的凹面起始端连线 处分开。
[0008] 所述凹面与工作铜板侧面上部的高度差为0. 05~0. 25 mm。
[0009] 所述凹面的起始端设置在距离工作铜板上端1/5~1/3距离处。
[0010] 所述凹面为平面。
[0011] 本实用新型的有益效果：
[0012] 1.采用工作铜板的背面上部通过固定支撑件与背板相连接，背面下部通过弹性支 撑件与背板相连接，在本装置装配成结晶器后，由于上部固定，因此利于钢水倾倒与钢坯外 壳的形成，在下部牵引辊的牵引下使形成的钢坯向下移动，由于钢水凝结使体积缩小，并在 钢坯与结晶器铜板侧壁之间产生空气层，这严重影响了钢坯的散热性，因此采用在下部设 置弹性支撑的结构，使工作铜板的下部具备一定的形变范围，进而保证结晶器铜板紧贴铸 坯。
[0013] 2.为了保证弹性的效果，在工作铜板下部设置宽度小于上部宽度的凹面，通过实 验优选的采用凹面与侧面上部高度落差在0. 05~0. 25毫米之间形成的凹平面，整个面加 工一次装夹成型，保证其能够与宽板侧壁之间产生极小的缝隙，实现一种似接非接的临界 状态，不仅能够保证工作铜板下部的自由活动也保证具备很好的密封性，从而可以防止钢 渣的侵入。
[0014] 3.将凹面的起始端设置在工作铜板自上端向下的五分之一至三分之一处，这种设 计方式使得上部通过背板与结晶器的宽板限位固定，可以防止整板活动导致的钢水泄漏的 现象，也为下部的弹性支撑件提供了较长的形变距离，避免形变点集中造成的工作铜板长 期使用性能下降的现象。
[0015] 4.采用的工作铜板内设置冷却机构，也可在工作铜板背部直接连冷却机构，然后 在连接固定支撑与弹性支撑，这两种设计均能实现工作铜板很好的散热以及工作铜板下部 的自由移动，而直接设置在工作铜板的冷却机构，可以设置成散热水槽或散热水孔，以此来 增强散热效果，由于具备独立的冷却机构使得本装置具备很好的适应性。
[0016] 5.本实用新型克服了长期以来在连铸结晶器领域，本领域技术人员因为担心漏钢 和其内高温的因素不敢将连铸中的工作铜板设计为活动式的技术偏见，为本领域的技术创 新提供了新的方向。
[0017] 本实用新型采用上部固定支撑下部设置弹性支撑的结构形式，使得结晶器中的钢 坯始终紧贴工作铜板面，时刻保持极佳的散热性，保证钢坯的生产质量，在同等资源条件下 最大限度的发挥了其实用价值，值得应用与推广。
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的侧面结构示意图；
[0019] 图2是本实用新型的俯视结构示意图；
[0020] 图3是本实用新型的正面结构示意图；
[0021] 图4是本实用新型凹面处的结构放大示意图；
[0022] 图5是本实用新型凹面处的另一种实施方式；
[0023] 图6是本实用新型另一种俯视的结构不意图。
【具体实施方式】
[0024] 为了进一步的说明本实用新型的优越性，对本实用新型的性能进行不同数据的测 试：
[0025] 第一组：采用相同的结晶器铜板分别采用全部固定连接和本实用新型的结构形 式，分别测试钢坯的裂纹情况、边角开裂率和使用寿命，获得的实验数据如下表所示：
[0027] 注：本组实验测试为生产200~240毫米不锈钢板获得的数据，连续对200套设备 进行测试获得的平均范围值。
[0028] 由上表可以看出虽然采用相同结晶器铜板均应用在生产200~240毫米厚度的不 锈钢连铸结晶器中，经过200套设备连续不断的生产获得平均数值可以看出，本实用新型 不仅减少了裂纹率而且边角开裂率与使用寿命也得到了极大的提升且未增加成本；由于全 部弹性连接和上部弹性下部固定的方式，在试验中由于漏钢因此未采用上述结构。
[0029] 第二组：采用本实用新型上部固定支撑下部弹性支撑的方式，分别设置凹平面、斜 角面、倒斜角面和曲面，分别测试密封性与摩擦系数，获得的数据如下：
[0031] 注：本组实验测试为每项测试200次，密封性的测试是采用1. 8米长的铜板在其下 部分别设置在1/3、1/4、1/5处为起始端获得的平均数据。
[0032] 由上表可以看出尽管均采用工作铜板上部宽度大于下部宽度且均在本实用新型 高度落差范围内，但获得的密封性与摩擦系数相差较大，而采用凹平面的方式不仅获得的 密封性优而且摩擦系数小，利于弹性支撑的同时保证密封性，且具有很好的密封效果，优化 的试验方案在凹平面处设置石墨层，其高度小于等于凹面的高度差，可使得摩擦系数减小 至0. 03且密封性非常好，装配在成型后可承受10个大气压高压水2小时冲击无泄漏。
[0033] 第三组：采用本实用新型上部固定支撑下部弹性支撑的方式，分别在1/5、1/4、 1/3处设置凹面起始点，分别测试下端的安全形变位移和形变次数，获得的数据如下：
[0035] 注：本组实验测试为每项测试200次，生产320*280mm方坯的1. 8米长铜板在其下 部分别设置在1/3、1/4、1/5处为起始端获得的平均数据。
[0036] 由上表可以看出在1/4处综合性能最佳，不仅安全形变次数达到最佳而且边角开 裂率为〇. 9~1. 2之间，可见，在此处安全形变位移为最佳。
[0037] 以下结合具体实施例进一步说明本实用新型的优越性：
[0038] 如图1-4所示：实施例一：
[0039] -种连铸结晶器的窄面铜板，包括工作铜板1和背板3,所述工作铜板1内设置冷 却机构7,所述工作铜板1的背面上部通过固定支撑件2与所述背板3连接，所述工作铜板 1的背面下部通过弹性