CN102728795A - 一种组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板 - Google Patents

Abstract

一种组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，属于金属凝固和连续铸造技术领域。结晶器窄面倒角铜板1与钢水接触的工作面包括两个倒角面（3、4）以及两个倒角面之间的工作面（2），其特征在于：工作面（2）纵向剖面内表面从结晶器上口到下口为第一分段过渡（5）或第一曲线光滑过渡（6），倒角面（3、4）纵向剖面内表面从结晶器上口到下口相应的采用第二分段过渡（7）或第二曲线光滑过渡（8）。倒角面（3、4）与工作面（2）在结晶器上口的轮廓线（9、10、11）以及在下口的轮廓线12、13和14均为直线。优点在于，避免角部纵裂纹以及由此引发的漏钢事故的发生；可减小坯壳对倒角铜板的磨损，增加倒角铜板寿命。

Description

一种组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板

技术领域

本发明属于金属凝固和连续铸造技术领域，特别涉及一种组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板。

背景技术

直角连铸板坯表面角部横裂纹缺陷一直是困扰微合金钢连铸的重要问题之一，国内外大量研究发现，在连铸坯凝固过程中，铸坯振痕谷底处沿原奥氏体晶界容易形成先共析铁素体薄膜，它的生产使奥氏体晶界变得脆化，所以在600-900℃温度区间一般存在一个钢的高温脆性区，因而先共析铁素体薄膜是连铸坯角部横裂纹产生的内因；同时直角连铸坯在弯曲或矫直时应力容易集中在这些先共析铁素体薄膜处，从而引起的裂纹在这些部位产生，所以直角连铸坯在弯曲和矫直过程中所产生的应力是角部横裂纹生产的外因。

在传统的连铸工艺中，由于直角连铸坯角部二维传热的特点，使得角部温度或邻近区域不可避免地会处于脆性温度区，因此对于传统的直角连铸坯，角部横裂纹缺陷一直无法得到稳定的控制。另外，直角板坯连铸坯在热轧时，由于角部二维传热而使得边角部冷却比较快，这样在轧制钢板边部容易产生纵向条状“黑线”或折叠缺陷。

近年来一些钢厂开发了连铸板坯倒角结晶器技术，其目的就是将传统连铸坯的直角变为钝角，使角部的二维传热变为近一维传热，从而有效地提高矫直区连铸坯角部温度，使其避开钢的高温脆性区，有利于消除连铸坯角横裂纹缺陷。同时，在倒角连铸坯热轧过程中，因连铸坯边角部温度得到了提高，角部与附近区域在轧制过程中的变形趋近于一致，所以可有效消除轧后钢板边部的“黑线”或折叠缺陷。

由于连铸板坯坯壳在结晶器内上部凝固快、收缩量大，在结晶器内下部凝固慢、收缩量小的特点，所以倒角铜板应该相应的在上部采用较大的倒锥度，在下部采用较小的倒锥度，这样一方面保证倒角铜板与坯壳的良好接触，避免因气隙存在而引发的角部纵裂纹缺陷，另一方面又可避免结晶器下部倒锥度过大而造成的坯壳对铜板磨损的增加。

申请号为201110281520.0的中国专利公开了一种连铸板坯用倒角铜板自带锥度的设计，可有效控制连铸板坯倒角面纵裂纹缺陷，但该发明所述倒角铜板在实际应用中由于在结晶器长度方向上采用单一锥度，所以倒角结晶器下部磨损会比较严重。

申请号为201110232530.5的中国专利公开了一种具有漏斗形曲面形状的倒角铜板设计，根据该专利所述，在结晶器长度方向上采用了多锥度设计，以保证倒角面处坯壳冷却均匀性，但在结晶器长度方向上，由于要将坯壳从弧面形状压成平面，所以必将导致倒角铜板和坯壳间摩擦力增大，从而加剧对倒角铜板的磨损、减少了倒角铜板的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，增加结晶器上部倒角铜板的倒锥度，从而增加坯壳与铜板的接触，确保倒角面处坯壳均匀稳定生长，避免倒角连铸坯角部纵裂纹的产生，同时减少倒角铜板下部的锥度，以减少结晶器下部坯壳对窄面铜板的摩损，从而增加结晶器寿命。

本发明通过在倒角铜板高度方向上采用变倒锥度设计，从而达到即可有效控制倒角连铸坯角部纵裂纹缺陷又可减少结晶器下部坯壳对窄面铜板磨损的效果。

本发明专利的技术方案如下：

本发明的倒角铜板1与钢水接触的工作面包括两个倒角面3、4以及两个倒角面之间的工作面2。工作面2纵向剖面A-A内表面从结晶器上口到下口为第一分段过渡5或第一曲线光滑过渡6，倒角面3、4纵向剖面B-B内表面从结晶器上口到下口相应的为分第二段过渡7或第二曲线光滑过渡8。倒角面3、4与工作面2在结晶器上口的轮廓线9、10和11以及在下口的轮廓线12、13和14均为直线。

所述的窄面铜板倒角面上口的轮廓线9、10的长度为连铸坯厚度的10%–40%。

倒角面（3、4）与工作面（2）之间的夹角为120–160度。

结晶器窄面倒角铜板所适用连铸坯厚度为150–600mm。

本发明在结晶器内窄面和宽面铜板倒锥度一定的条件下，通过窄面铜板高度方向上的变倒锥度设计，在结晶器内上部增加倒角铜板倒锥度，避免坯壳与铜板间形成空隙，使倒角面处坯壳和铜板保持良好接触，倒角面处坯壳生长更加均匀，避免角部纵裂纹以及由此引发的漏钢事故的发生；同时，因结晶器下部倒角铜板倒锥度的适当减小，所以可减小坯壳对倒角铜板的磨损，增加倒角铜板寿命。

附图说明

图1是结晶器窄面倒角铜板示意图。其中，结晶器窄面倒角铜板1、窄面倒角铜板倒角面之间工作面2，倒角面3、4，倒角面和工作面2在结晶器上口处的轮廓线9、10、11，倒角面和工作面2在结晶器下口处的轮廓线12、13、14。

图2是结晶器窄面倒角结晶器铜俯视图。其中，结晶器窄面倒角铜板1、窄面倒角铜板倒角面之间工作面2，倒角面3、4，倒角面和工作面2在结晶器上口处的轮廓线9、10，倒角面和工作面2在结晶器下口处的轮廓线12、13。

图3是倒角铜板在工作面2和倒角面3、4处纵向A－A剖面图。其中，第一分段过渡5、第一曲线光滑过渡6。

图4是倒角铜板在工作面2和倒角面3、4处纵向B－B剖面图。其中，第二分段过渡7、第二曲线光滑过渡7。

具体实施方式

实施例1

某钢厂在连铸机浇铸230mm×1600mm连铸板坯时采用了本发明倒角结晶器铜板，倒角面3、4与工作面2在结晶器上口的轮廓线9、10长度尺寸为45mm，倒角面3、4在结晶器上口处与工作面2之间的夹角为125°，窄面铜板锥度系数为1.10%，拉速为1.2m/min，所浇铸连铸板坯没有角部纵裂纹缺陷。在浇铸相同数量的钢水后，与不采用本发明倒角铜板相比，本发明倒角铜板下口磨损量减少30%。

实施例2

某钢厂在连铸机浇铸250mm×2400mm连铸板坯时采用了本发明倒角结晶器铜板，倒角面3、4与工作面2在结晶器上口的轮廓线9、10长度尺寸为58mm，倒角面3、4在结晶器上口处与工作面2之间的夹角为145°，窄面铜板锥度系数为1.15%，拉速为1.0m/min，所浇铸连铸板坯没有角部纵裂纹缺陷。在浇铸相同数量的钢水后，与不采用本发明倒角铜板相比，本发明倒角铜板下口磨损量减少35%。

实施例3

某钢厂在连铸机浇铸300mm×2000mm连铸板坯时采用了本发明倒角结晶器铜板，倒角面3、4与工作面2在结晶器上口的轮廓线9、10长度尺寸为75mm，倒角面3、4在结晶器上口处与工作面2之间的夹角为150°，窄面铜板锥度系数为1.20%，拉速为0.85m/min，所浇铸连铸板坯没有角部纵裂纹缺陷。在浇铸相同数量的钢水后，与不采用本发明倒角铜板相比，本发明倒角铜板下口磨损量减少28%。

Claims (4)

1.一种组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，结晶器窄面倒角铜板1与钢水接触的工作面包括两个倒角面（3、4）以及两个倒角面之间的工作面（2），其特征在于：工作面（2）纵向剖面内表面从结晶器上口到下口为第一分段过渡（5）或第一曲线光滑过渡（6），倒角面（3、4）纵向剖面内表面从结晶器上口到下口相应的采用第二分段过渡（7）或第二曲线光滑过渡（8）。倒角面（3、4）与工作面（2）在结晶器上口的轮廓线（9、10、11）以及在下口的轮廓线12、13和14均为直线。

2.根据权利要求1所述的组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于，窄面铜板倒角面上口的轮廓线（9、10）的长度为连铸坯厚度的10%–40%。

3.根据权利要求1所述的组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于，所述的倒角面（3、4）与工作面（2）之间的夹角为120–160度。

4.根据权利要求1所述的组合式板坯连铸倒角结晶器窄面铜板，其特征在于，结晶器窄面倒角铜板所适用连铸坯厚度为150–600mm。

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