CN105108083B - 一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板和转接板，所述结晶器板通过螺栓与转接板连接，所述转接板与结晶器板之间设有若干个活动连接的支撑柱。本发明加工难度低、生产成本低、循环使用利用率高。

Description

一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器

技术领域

本发明涉及冶金连铸设备领域，特别涉及是一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器。

背景技术

现有技术中的结晶器，如CN03127762.4公开的一种金属连铸用的液冷结晶器，包括铜或铜合金的结晶器板(1)，它借助固定螺栓(14)与转接板或水箱连接。此结晶器的特征在于，固定螺栓(14)固定在从结晶器板(1)冷却剂侧(6)岛状突起的平台(7)上，平台至少部分伸入在结晶器板(1)与转接板或水箱之间构成的冷却剂间隙内并具有一种与冷却剂流动方向(S)相适应的流线形造型。其优点是：结晶器板通过平台支承在相邻的转接板或相邻的水箱上。在这种情况下不需要附加的用于构成冷却剂间隙的定距元件，因为平台确定了结晶器板与转接板或水箱之间的间距并因而也决定了冷却剂间隙的宽度。这样设计原则上不必在转接板或结晶器板内设导引冷却剂用的其他的槽或凹槽。也就是说，转接板和结晶器板除平台外在冷却剂侧可设计成平的，由此从根本上取消了为制造附加的冷却剂通道或槽所需的加工技术方面的费用。当然，可以按选择不仅可在转接板内而且可在结晶器板内至少局部设一些冷却剂通道或槽。其不足之处在于：1）在铜板背侧上铣削几百个支撑柱，加工难度及成本可想而知，重要的时还需要将平台加工成流线型结构，加工难度非常，且将整张铜板进行铣削，铣削掉很多铜材浪费大量的原材料，铜材料昂贵加工及制备结晶器铜板成本极高。2）结晶器铜板达到使用年限后，需要更换新的结晶器铜板，需要将几百个螺栓从支撑柱上取出，需要再次将新的铜板加工成背部具有若干支撑柱的铜板，每一次更换均需要加工支撑柱，加工成本极高。3）虽然在铜板上设置支撑柱能够增加支撑柱内螺纹与螺栓的接触深度，但是在支撑柱内设置较大的螺纹孔，支撑柱周侧形成薄壁造成连接不牢固，若要增加螺栓与螺纹孔牢固度，只能减小支撑柱的螺纹直径，但是螺栓直径减小同样达不到需要的牢固度，只能在铜板上设置更多的支撑柱，设置更多的支撑柱就会减少铜板与水的接触面积，冷却性能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工难度低、生产成本低、循环使用利用率高的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，减少在铜或铜合金结晶器内板与支承板或水箱板连接不牢固问题，并且不增加工作板厚度可靠地把承受拉应力及热负荷固定在铜结晶器背板上。

本发明所采取的技术方案是：一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板和转接板，所述结晶器板通过螺栓与转接板连接，所述转接板与结晶器板之间设有若干个活动连接的支撑柱。

所述转接板上设有若干个通孔。

所述支撑柱上设有供螺栓穿过的孔，所述支撑柱两端上均设有环形密封槽。

所述支撑柱上设有环形密封槽。

所述环形密封槽内设有环形密封垫。

所述转接板背侧通孔处设有供螺帽进入的阶梯孔。

所述阶梯孔设有密封塞。

所述结晶器板上设有与螺栓相配的螺纹孔。

本发明的铜板上加工有螺纹孔，螺栓穿过背板安装如铜板的螺纹孔内，使铜板与背板通过螺栓拉合在一起；背板上的支撑柱支撑着铜板，使铜板和背板间形成冷却间隙；背板的支撑柱上有密封槽，安装密封圈后可以防止冷却水向螺栓位置渗水，有利于提高设备的安全性；这种结构的结晶器冷却性能更加均匀，有利于提高连铸坯质量；背板可以长期使用，具有互换性。铜板是消耗件，可以重复更换。因铜板更薄，质量轻，占用成本更低。所述支撑柱与转接板活动连接，所述支撑柱上设有供螺栓穿过的孔，所述支撑柱两端上均设有环形密封槽，转接板的加工就更加容易，根据需要可调整支撑柱的高度，满足不同钢板的需要，转接板可采用钢制件，结构坚固耐用。相对于现有技术在结晶器铜板上铣削支撑柱，总体成本可降低80%。，更为重要的是根据需要可以通过更换支撑柱的高度，从而调节冷却缝隙的大小，满足不同钢种的需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的转接板结构示意图；

图2是本发明的转接板与结晶器板连接结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1、2所示，一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板3和转接板1，所述结晶器板3通过螺栓5与转接板1连接，所述转接板1与结晶器板3之间设有若干个活动连接的支撑柱7。

所述转接板1上设有若干个通孔2。

所述支撑柱7上设有供螺栓5穿过的孔，所述支撑柱两端上均设有环形密封槽6。

凸台上可不设置密封槽结构；通过在螺孔间隙上涂抹密封胶材料来密封。

实施例2：如图1、2所示，一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板3和转接板1，所述结晶器板3通过螺栓5与转接板1连接，所述转接板1与结晶器板3之间设有若干个活动连接的支撑柱7。

所述转接板1上设有若干个通孔2。

所述支撑柱7上设有供螺栓5穿过的孔，所述支撑柱两端上均设有环形密封槽6。

所述支撑柱上设有环形密封槽6。凸台上可不设置密封槽结构；通过在螺孔间隙上涂抹密封胶材料来密封。

所述环形密封槽6内设有环形密封垫。

实施例3：如图1、2所示，一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板3和转接板1，所述结晶器板3通过螺栓5与转接板1连接，所述转接板1与结晶器板3之间设有若干个活动连接的支撑柱7。

所述转接板1上设有若干个通孔2。

凸台上可不设置密封槽结构；通过在螺孔间隙上涂抹密封胶材料来密封。专用密封胶材料包括，按照质量分数计，配方组成为：氯丁橡胶80～120份；纤维状镁铝硅酸盐10～16份；增粘树脂 10～20 份；硫化促进剂0.5～3份，石墨粉10～15份；海泡石粉20～35份；功能溶剂70～180份，所述功能溶剂为乙酸乙酯和120号溶剂油，其比例为 3:1，例1：专用密封胶材料包括，按照质量分数计，配方组成为：氯丁橡胶80份；纤维状镁铝硅酸盐10份；增粘树脂 10份；硫化促进剂0.5份，石墨粉10份；海泡石粉20份；功能溶剂70份，所述功能溶剂为乙酸乙酯和120号溶剂油，其比例为 3:1。例2：专用密封胶材料包括，按照质量分数计，配方组成为：氯丁橡胶120份；纤维状镁铝硅酸盐16份；增粘树脂 20 份；硫化促进剂3份，石墨粉15份；海泡石粉35份；功能溶剂180份，所述功能溶剂为乙酸乙酯和120号溶剂油，其比例为 3:1。例3：专用密封胶材料包括，按照质量分数计，配方组成为：氯丁橡胶:100份；纤维状镁铝硅酸盐13份；增粘树脂 15 份；硫化促进剂2份，石墨粉12份；海泡石粉28份；功能溶剂100份，所述功能溶剂为乙酸乙酯和120号溶剂油，其比例为 3:1，硫化促进剂采用二苯基硫脲，使用上述实施例制成的密封材料具有很高的粘结强度、良好的弹性回复率和优异的阻燃性能又具良好的蠕变性和优异的防水性能，施工方法简单，施工效率高，只需涂覆在螺孔内上紧螺栓即可，且密封材料耐高温，1300度工作状态而不会影响效能，使用两年不会漏水。

实施例4：如图1、2所示，一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板3和转接板1，所述结晶器板3通过螺栓5与转接板1连接，所述转接板1与结晶器板3之间设有若干个活动连接的支撑柱7。

所述转接板1上设有若干个通孔2。

所述支撑柱7上设有供螺栓5穿过的孔，所述支撑柱两端上均设有环形密封槽6。

所述支撑柱上设有环形密封槽6。

所述环形密封槽6内设有环形密封垫。该专用密封垫片的配方基本组成为：石墨粉30-50 份，丙烯酸酯橡胶 60-80份，硫化剂2-3 份，防老剂 2-4份，纤维状镁铝硅酸盐10-20份；增粘树脂 10-20份，上述为重量份。例1：该专用密封垫片的配方基本组成为：石墨粉30份，丙烯酸酯橡胶 60份，硫化剂 2份，防老剂 2份，纤维状镁铝硅酸盐10份；增粘树脂10份，上述为重量份。例2：石墨粉50 份，丙烯酸酯橡胶 80份，硫化剂3 份，防老剂 4份，纤维状镁铝硅酸盐20份；增粘树脂 20份，上述为重量份。使用上述实施例材料制成的密封垫在高温下置于水中长时间浸泡后，密封能力、耐热、压缩耐久性仍较现在的密封垫片更佳，温度在1200度不会影响性能，寿命是普通密封垫片的 3 倍。使用3年不会漏水。

所述转接板1背侧通孔处设有供螺帽进入的阶梯孔4。

所述阶梯孔4设有密封塞。

所述结晶器板2上设有螺纹孔8，螺纹孔内设有与螺栓相配的螺纹套。

为了进一步的说明本发明的优越性，对本发明的性能进行不同数据的测试：

采用相同的结晶器铜板分别采用凸台设置在工作板上的连接形式和本发明的结构形式，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：

名称	裂纹率%	边角开裂率%	使用寿命（万吨）
				对比连接	4～6	3～5	3～6
本发明	0.5～1.3	0.7～0.9	7～9

注：本组实验测试为生产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。

实施例一生产实践，某钢厂3台中薄板坯高拉速铸机结晶器，钢包容量150t，板坯尺寸为900mm×135mm，连铸机半径为5m，冶金长度24.2m，设计拉速为1.8～2.6m/min，获得钢板的裂纹率11～13%，边角开裂率为10～11%，该高拉速铸机结晶器平均寿命为470 炉。

该结晶器使用本发明的设计后，获得的钢板裂纹率为0.8，边角开裂率为1.5%，减少了钢板裂纹与边角开裂的发生，大大提高了产品的质量，同时该高拉速铸机结晶器平均寿命延长为800 炉，大幅度提高了中薄板坯连铸结晶器的寿命。

实施例二生产实践，某钢厂5 台低碳方坯拉速铸机结晶器，钢包容量250t，方坯尺寸为320mm×280mm，连铸机半径为5m，冶金长度25.6m，设计拉速为0.8～1.6m/min，常规获得钢板的裂纹率8～10%，边角开裂率为9～11%，该高拉速铸机结晶器平均寿命为530 炉。

该结晶器使用本发明的设计后，获得的钢板裂纹率为1.3%，边角开裂率为1.1%，减少了钢板裂纹与边角开裂的发生，大大提高了产品的质量，同时该高拉速铸机结晶器平均寿命延长为900 炉，大幅度提高了低碳方坯连铸结晶器的寿命。

实施例三生产实践，某钢厂7台不锈钢方坯拉速铸机结晶器，钢包容量150t，方坯尺寸为220mm×200mm，连铸机半径为6m，冶金长度23.5m，设计拉速为0.9～1.9m/min，常规获得钢板的裂纹率9.8～11.5%，边角开裂率为8.9～10.1%，该高拉速铸机结晶器平均寿命为385 炉。

该结晶器使用本发明的设计后，获得的钢板裂纹率为0.8%，边角开裂率为0.75%，减少了钢板裂纹与边角开裂的发生，大大提高了产品的质量，同时该高拉速铸机结晶器平均寿命延长为970 炉，大幅度提高了不锈钢方坯连铸结晶器的寿命。

实施例四生产实践，某钢厂5台薄钢板连铸机结晶器，钢包容量120t，板坯尺寸为1000mm×50mm，连铸机半径为6.5m，冶金长度19.5m，设计拉速为0.8～1.5m/min，常规获得钢板的裂纹率12.8～14.5%，边角开裂率为7.9～9.3%，该高拉速铸机结晶器平均寿命为552炉。

该结晶器使用本发明的设计后，获得的钢板裂纹率为0.3，边角开裂率为0.38%，减少了钢板裂纹与边角开裂的发生，大大提高了产品的质量，同时该高拉速铸机结晶器平均寿命延长为1306 炉，大幅度提高了不锈钢方坯连铸结晶器的寿命。

该技术方案适用于板坯类、薄板坯类、方坯类及H型类等，经过发明人测试均能够达到良好的使用效果。

Claims (7)

1.一种冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，包括结晶器板和转接板，所述结晶器板通过螺栓与转接板连接，其特征在于：所述转接板与结晶器板之间设有若干个活动连接的支撑柱，支撑柱上设有供螺栓穿过的孔。

2.如权利要求1所述的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，其特征在于：所述转接板上设有若干个通孔。

3.如权利要求2所述的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，其特征在于：所述支撑柱两端上均设有环形密封槽。

4.如权利要求3所述的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，其特征在于：所述环形密封槽内设有环形密封垫。

5.如权利要求4所述的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，其特征在于：转接板背侧通孔处设有供螺帽进入的阶梯孔。

6.如权利要求5所述的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，其特征在于：所述阶梯孔设有密封塞。

7.如权利要求6所述的冷却缝隙可调的金属连铸用液冷结晶器，其特征在于：结晶器板上设有与螺栓相配的螺纹孔。