CN1075966C - 生产钢铸坯的板结晶器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产钢铸坯尤其薄扁坯的板结晶器，它有水冷的窄侧壁，窄侧壁可夹在宽侧壁之间。宽侧壁至少有三个并列配置和互相独立的冷却段(11至13、21至23)，这些冷却段对称于结晶器的中心线分布，以及在结晶器的出口(29)区域内有分开的接头(51、53、55)，用于独立地输入一种液态的冷却介质。

Description

生产钢铸坯的板结晶器
本发明涉及一种生产钢铸坯尤其薄扁坯的板结晶器，它有水冷的窄侧壁，窄侧壁可夹在宽侧壁之间，以及有一些用于按不同的铸坯尺寸调整由窄侧壁和宽侧壁构成的空腔和调整浇注锥的机构和有一个振动装置。
由DE2415224C3已知用于扁坯的板结晶器，它的结晶器壁有一些冷却腔，冷却腔围绕着冷却区。在宽侧的水输入和排出管上连接有测量元件，用于确定排除的热量或冷却功率。此外，在测量元件内同时还产生冷却腔冷却功率的平均值，将此值输入平均值发生器，借助于它可控制窄侧的锥度。
由DE4117073C2已知，借助于测定扁坯结晶器上尤其是矩形或中凸的薄扁坯结晶器上的热量，确定在每一块铜板上总的和单位传热量。“单线(one line)”比较尤其是窄侧的从面朝钢的所谓热面(hot face)的铜板侧至水冷侧的单位热流与两个宽侧的单位热流，可以与选择的各浇注参数无关地调整宽侧的锥度。
在上述板结晶器中的缺点是不能分别说明沿结晶器宽度的局部热流。此外，所使用的温度传感器在浇注速度超过1.5m/min时就可靠浇注而言是不适用的。
因此本发明的目的是创造一种用于浇注速度在1.5与8m/min之间的此类板结晶器，它可以提供简便而可靠的温度控制，包括在浸入式注口区内的宽侧中央。
为实现上述目的，根据本发明提供一种生产钢铸坯尤其薄扁坯的板结晶器，它有水冷的窄侧壁，窄侧壁可夹在宽侧壁之间，宽侧壁至少有三个并列配置和互相独立的冷却段，冷却段对称于结晶器的中心线分布，以及在结晶器的出口区域内有分开的接头，用于独立地输入一种液态的冷却介质；有用于调整由窄侧壁和宽侧壁构成的模间空腔以适应不同的铸坯尺寸和调整浇注锥的机构；以及有设在腔面朝铸坯的壁内用于检测各个腔或区段之间温度差别的温度传感器和装在冷却介质输入或排出管上的温度传感器，温度传感器及温度传感器与调节器连接，调节器通过致动器控制窄侧的锥度和/或通过改变振动参数平衡每个腔或区段相互的单位热流。
根据本发明的优选实施例，冷却段设计为冷却腔；宽侧壁的外腔结构相同；以及，中腔分割成沿浇注方向的其它区段。
按本发明，宽侧壁沿浇注方向分成至少三个互相独立的冷却段。这些冷却段设计成使各外部的冷却段有相同的结构，以及一个中间冷却段包围在外部冷却段之间并可分成多个区段。
采用这一配置可以分别说明有关沿结晶器宽度的局部热流。鉴于考虑到沿结晶器宽度的热流差别，所以作为基础的测量可沿结晶器整个宽度和结晶器高度局部进行。为了尤其当浇注速度在1.5和8m/min之间时可靠地浇注扁坯特别是薄扁坯，了解宽侧的尤其在扁坯中央的单位传热量具有重要意义。由于此，公开了一种可能性，即在浸入式注口区内与宽侧的其余部分和窄侧相比，沿整个结晶器宽侧并因而沿整个扁坯宽度获得均匀的冷却功率并避免故障，这些故障由下列影响引起：-通过浸入式注口造成的尾流-相对的贫渣并因而沿扁坯宽度为了从铸粉熔为铸渣减少了润滑膜有效厚度-在扁坯中央铸坯外壳高的薄膜效应-沿浇注方向相对于铸坯中心线的流动对称性-沿扁坯宽度模内金属液面的涡流。
为了分别确定沿结晶器宽度和在窄侧区域内或沿扁坯的单位热流密度并因而确定影响可靠浇注的可能性，采用一些致动器用于控制：-锥度-浸入式注口位置并因而浇注期间的浸入深度-在浸入式注口中例如由于氧化层可能引起的流动变化的评估。
此外，还存在这样的可能性，即，分别和共同地优化浸入式注口和结晶器形状。
通过在三个区段内逐个测量水的出口温度并与进口温度相比较，提供了优化冷却水调节的可能性。在每个区段内测量进口和出口水温以及水量，还可以彼此独立地调整水量。
按本发明在至少三个区段内的配置和互相比较在这些区段内的单位热流，可以识别特别是相对于浸入式注口区内单位热流的非对称性。同样可以识别结晶器内由于钢的涡流引起的不均匀热传导。
与在结晶器中央的这种可能的偏离伴随而来的是在铸坯表面内的纵向裂纹，甚至导致断裂(粘附)。这种纵向裂纹尤其出现在扁坯中部浸入式注口区内中心线附近，换句话说在炉渣润滑膜比较薄的区域内。这种较薄的炉渣润滑膜导致提高热流，并因而导致因厚度增加、温度降低和收缩率提高形成不均匀的局部铸坯外壳结构。这种不均匀的局部铸坯外壳结构导致纵向裂纹，在极端情况下导致铸坯粘附在结晶器宽侧的中央并造成断裂。与铸坯外壳上的故障平行地出现铜板相应的局部热负荷，这种局部热负荷使寿命缩短。此外，设备可以识别沿其中一个窄侧方向铸坯的游动和因悬吊带来的相应的断裂危险，然后可通过调整锥度避免之。
所测得的在中央区段与边缘区段相比用Kcal/min·m2或MW/m2表示的单位热流的偏离，为调整机构提供了直接的度量，具体涉及：-窄侧锥度-每个冷却区段的冷却水量-结晶器振动的行程高度、频率和/或振动形式-浇注期间浸入式注口的插入深度
由于获得的知识导致优化：-结晶器形状-铸渣和-与结晶器形状相结合的浸入式注口内部和外部形状。
因此，本发明不仅允许在浇注期间尤其为了防止断裂改变浇注参数，而且可以与浸入式注口形状无论是内部形状还是外部形状配合的情况下改进结晶器形状和浇注粉，以获得一种最佳系统“结晶器”。
附图表示本发明的一种举例。其中，图1示意表示板结晶器结构横截面，图2表示纵剖面。
图的上部表示从上面看结晶器的剖面。图的左部表示连铸扁坯用的直壁式结晶器。其中宽侧有第一侧段11和一个中段13，它们各有一些腔；或有第一段21和一个中段23，它们有一些垂直设置用于冷却水流动的孔。
在宽侧之间夹入一个可通过调整机构33调整的窄侧31。
图的右部表示了一种所谓的凸出式结晶器。它有一宽段12和一个中段13，它们各有一些冷却腔；或有一侧段22和一个中段23，它有一些冷却孔。在本实施例中，中段13或23进一步分成区段14和15或24和25。
在宽侧12和22之间夹入一个窄侧32，它可借助于致动器63代替调整机构33调整。
宽侧11至15或21至25和窄侧31和32有输入装置51、53、55、57或排出装置52、54、56和58，冷却介质可通过它们输入和排出。
在结晶器的型模内腔置入浸入式浇注管41或42。在面朝内腔的壁16或26内设有温度传感器61，以及在输入或排出管51至58内设有温度传感器64，它们与调节器62连接，调节器62作用于致动器63上或图中没有进一步表示的振动装置上。
下部表示结晶器侧视图和具有与已提及的一致的位置。此外还补充表示了窄侧31或32的下部调整机构34或36。
还有，结晶器出口用29表示。

Claims (3)

1.生产钢铸坯尤其薄扁坯的板结晶器，它有水冷的窄侧壁，窄侧壁可夹在宽侧壁之间，宽侧壁至少有三个并列配置和互相独立的冷却段(11至13、21至23)，冷却段对称于结晶器的中心线(I)分布，以及在结晶器的出口(29)区域内有分开的接头(51、53、55)，用于独立地输入一种液态的冷却介质；有用于调整由窄侧壁和宽侧壁构成的模间空腔以适应不同的铸坯尺寸和调整浇注锥的机构(33至36)；以及有设在腔(11-13)面朝铸坯的壁(16)内用于检测各个腔(11-13、12、13)或区段(11-15)之间温度差别的温度传感器(61)和装在冷却介质输入或排出管(51-58)上的温度传感器(64)，温度传感器(61)及温度传感器(64)与调节器(62)连接，调节器通过致动器(63)控制窄侧(31、32)的锥度和/或通过改变振动参数平衡每个腔(11-15)或区段(14、15)相互的单位热流。
2.按照权利要求1所述的板结晶器，其特征为：冷却段设计为冷却腔(11至13)。
3.按照权利要求2所述的板结晶器，其特征为：宽侧壁的外腔(11、12)结构相同；以及，中腔(13)分割成沿浇注方向的其它区段(14、15)。
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