CN1086612C - 连铸结晶器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于浇铸铸坯，优先是钢铸坯的连续浇铸结晶器，它包括了彼此相互连结起来的结晶器型板(3)和水箱(6)，并在它们之间借助于导水通道(7)构成了一个水冷却系统，其特征在于，导水通道(7)设置在水箱(6)的指向结晶器型板(3)的一侧(5)，而并不设在型板(3)里。其中优点是磨损件“结晶器型板”的结构费用显著降低，型板的均匀冷却及连铸坯质量改善。
Description
本发明涉及一种用于连铸铸坯，尤其是钢铸坯的连铸结晶器，它包括相互连结起来的结晶器型板和水箱，并在它们之间借助于导水通道构成了一个水冷却系统。此处，导水通道设置在水箱朝向结晶器型板的一侧，而并不设在型板里。
结晶器型板-最好由铜制成，用于连铸板坯、薄板坯、大钢坯和型材-在其背面用水进行冷却并被固定到一个钢制水箱上。
因此例如对于薄板坯结晶器来说，水就通过宽度约5mm的通道，以结晶器的出口(底部)被引导至垂直于结晶器上边棱的浇铸金属液面的方向上。水以5巴至15巴之间的压力和5m/s至15m/s的流速被导引通过导水通道，以便能够吸收和运出在铜型板/水相界处的≤4MW/m2的热流，而不会由于形成气泡而干扰热传导。
这些水通道一般在指向水的铜型板侧上进行入铜型板里。这要在机械工厂里用数控机床来实现，这需要很多时间，而且很昂贵。
此外要说明的是，若是薄板坯用的特殊的结晶器，按DE3400 220 C2-在指向钢的一侧具有凹形，或者说在指向水的一侧具有凸形-引入导水通道则要比在面平行的、如在通常的板坯结晶器所使用的铜型板上加工更费事，花费更大。
此外以铜型板的寿命来看，由于铜型板是磨损件，因此在铜型板上引入导水通道从经济上来说是不合理的。
在日本文献JP-A-611464444中指明了一种用于连续浇铸钢铸坯的结晶器型板。型板为夹层式结构型式，具有引导铸坯并通过螺钉与一个支承板相连接的铜型板。在支承板中设置有导水通道。为了连结铜型板与支承板，在铜型板的指向支承板一侧具有啮入在支承板的相应造型里的加厚处。将螺钉拧入这些加厚处，以便使铜型板与支承板相互固定连结起来。导致通道设置在支承板内，并不设在铜型板内。
在PCT文献WO-A-9521036中，尤其是图11中是一种夹层式结构的铜型板。在一块钢型板上有一块铜型板，铸坯就在这铜型板上引导通过。冷却通道设在钢型板里，不在铜型板里。冷却通道由铜型板覆盖住，并用螺钉实现钢型板和铜型板之间的连结。借助于软焊料使钢型板和铜型板之间密闭。
以先前所列举的技术状况出发，本发明的任务是寻找一种技术上合理的解决方法，使得作为磨损件的铜型板在结构上更简单，更经济，而且尤其是使铜型板与钢制水箱之间的连结实现最佳化。
上述任务的一种解决方案是，这种用于浇铸铸坯的连续浇铸结晶器，它包括了彼此相互连结起来的结晶器型板和水箱，并在它们之间借助于导水通道构成了一个水冷却系统，此处，导水通道设置在水箱的指向结晶器型板的一侧，而并不设在型板里，其中，水箱和水箱的连结板借助于插入结晶器型板的螺钉，并用安置在水箱上的螺母而连结一起，而且这些连结螺钉都具有与导水通道相连的内置式或外置式冷却通道。
其另一种解决方案是水箱和水箱的连结板借助于插入结晶器型板的螺钉，并用安置在水箱上的螺母而连结在一起，而且在连结螺钉插入结晶器型板的部分具有与导水通道的一种冷却连接的通路。
本发明的特点在于连铸结晶器的结构，此时，水箱和水箱连结板借助于放入结晶器型板里的螺钉，并用设置在水箱上的螺母连结在一起，而且这些连结螺钉都具有与导水通道相连的内置式或外置式冷却通道。
图1及图2用于图示说明本发明的以下实例。
图1：用于薄板坯连铸的具有水箱的宽边结晶器型板的示意图，是在结晶器上半部处的水平剖视图；
图2：如图1的结晶器型板的示意图，但具有一个夹层结构的连结板；
图3：图2中的A截面的放大视图。
图1表示穿过薄扁坯结晶器宽边1的水平截面，结晶器具有浇口2或朝向液态钢一侧的凹的结晶器模。
结晶器宽边由以下部件组成：
·一块铜型板，其尺寸例如为1.6×1.2m，厚度为0.02m，两侧为光滑的。相互平行的表面4和5，
·一个钢制水箱6，它配有冷却水导流通道7，在水平和垂直方向上，它们跟随铜导板3的凸起轮廓5一直到达结晶器出口处8。
水箱6包括一块钢板9，上面有导水通道7，壁厚或隔板厚7.1，通道宽度7.2，还包括真正的带有连板10的导水水箱。
连板10要么与钢连结板9焊接起来11，要么用插入于铜宽边板3中的螺钉连接起来，例如通过螺母13或者有弹性的楔子与水箱背面14固紧。
这种装置的布置不言而喻也适合于传统的板坯结晶器以及大钢坯结晶器和型材，例如“哑铃形”或类似的连铸型坯材的结晶器的平面平行的型板。
本发明的优点在于以结构上简化了磨损件“铜型板”，并且使具有导水通道7的结晶器的“智能的”(可调节的或可控制的)部分转移到具有钢连结板9的钢制水箱6的无磨损的结晶器部件上。
其它的优点在于，由于导水通道布置在钢制水箱6的钢连结板9里，而并不在铜型板3里面，因而为传递必要的力不必将锚固螺钉12插入铜板3太深。
因此可以使铜型板毛坯更薄和/或使铜型板厚度更小，或使铜型板经过更多的工作周期寿命更长，另外由此还能够显著地降低材料的费用。
此外本发明的措施提供了这种可能性，由于相对于铜来说，钢材具有较好的材料性能，就可使导水通道7更宽些，因此保证了铜型板3更好和更均匀的冷却。
举例来说，到目前到止铜里面的水通道宽度为5mm，壁厚为5mm，因而导致50％的水覆盖量。采用钢材就可在水箱的钢板9里达到较高的水覆盖量，也就是说一个较小的相对壁厚7.1，这是因为一方面由于较小的热力载荷，另一方面由于钢材具有较高的力学可承载性，因而使钢壁7.1弯曲的危险大大变小。这样导水通道7.2的宽度例如可达16mm，壁厚达4mm。这种布置有可能达到80％的水覆盖量，这就又使冷却效果更好和更均匀，而且就允许降低冷却水的速度和/或冷却水压力。
冷却水压力的降低又可能允许使铜型板厚度变薄，因为由于水压降低使铜型板3或铜型板表面产生膨胀的危险变小了。薄的铜型板厚度又使铜型板3的指向液态钢水的一侧4(热面)处的表面温度较低，而这会提高铜型板的使用寿命。
图2所表示的所有主要特征和优点与图1所表示的区别在于，连结板9不是钢材制成，而是由一个夹层板构成，其方式是在水箱6的钢型板9.1上设置一个由铜或铜合金制成的中间板9.2，导水通道7就布置中间板9.2本身上。用结晶器型板3和水箱6之间的夹紧螺钉12将此中间板3夹紧，从而不会有关于热传导方面的缺点。
图3表示放大的取自图2的局部A，它表示3与导水通道7的一种冷却连接通路16以及一个布置在连接螺钉12内的冷却通道15，它们都只是一种原理图，其详细结构可由专业人员立即实施完成。
本发明因而对连铸铸坯质量，结晶器耐用性和生产成本都有一个出乎意料的、增倍的、积极的作用。
符号表
(1)薄板坯结晶器的宽边
(2)浇口或指向液态钢水的凹形结晶器形状
(3)结晶器型板
(4)指向液态钢水一侧的铜型板表面
(5)指向冷却水一侧的铜型板表面
(6)钢制水箱
(7)导水通道
(7.1)在两个相邻导水通道之间的壁厚
(7.2)通道宽度
(8)结晶器出口
(9)水箱的连结板
(9.1)水箱的钢连结板
(9.2)铜中间板
(10)钢制水箱的连板
(11)在钢连结板和水箱之间的焊接
(12)连结结晶器型板(3)和连结板(9)和/或水箱(6)的锚
固螺钉
(13)使结晶器型板(3)、连结板(9)和/或水箱(6)相互紧
固用的螺母。
(14)水箱的背面
(15)冷却通道
(16)冷却连通装置
Claims (11)
1.用于浇铸铸坯的连续浇铸结晶器，它包括了彼此相互连结起来的结晶器型板(3)和水箱(6)，并在它们之间借助于导水通道(7)构成了一个水冷却系统，此处，导水通道(7)设置在水箱(6)的指向结晶器型板(3)的一侧(5)，而并不设在型板(3)里，
其特征在于，
水箱(6)和水箱的连结板(9)借助于插入结晶器型板(3)的螺钉(12)，并用安置在水箱上的螺母(13)而连结一起，而且这些连结螺钉(12)都具有与导水通道(7)相连的内置式或外置式冷却通道(15)。
2.用于浇铸铸坯的连续浇铸结晶器，它包括了彼此相互连结起来的结晶器型板(3)和水箱(6)，并在它们之间借助于导水通道(7)构成了一个水冷却系统，此外，导水通道(7)设置在水箱(6)的指向结晶器型板(3)的一侧(5)，而并不设在型板(3)里，
其特征在于
水箱(6)和水箱的连结板(9)借助于插入结晶器型板(3)的螺钉(12)，并用安置在水箱上的螺母(13)而连结在一起，而且在连结螺钉(12)插入结晶器型板(3)的部分具有与导水通道的一种冷却连接的通路(16)。
3.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，结晶器型板(3)在指向液态钢水的一侧(4)在水平和垂直方向上都不是平面的。
4.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，结晶器型板(3)在指向液态钢水的一侧(4)仅在水平方向上不是平面的。
5.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，结晶器型板(3)的表面(4)和(5)在水平和垂直方向上都是平行延伸的。
6.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，结晶器型板由铜或铜合金组成，或者至少局部地在高度上或宽度上配有导热的和减低磨损的涂层。
7.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，在水箱(6)的指向结晶器型板(3)的一侧有一个金属板作为连结板(9)，而且在此连结板(9)上设置有导水通道(7)。
8.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，连结板(9)由铜或铜合金组成。
9.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，水箱(6)主要由一个钢结构件组成，此处连结板(9)由钢材组成，而且水箱(6)的钢连结板(9)在连板(10)的部分有连结焊缝。
10.按权利要求9所述的连铸结晶器，其特征在于，连结板(9)作成夹层板结构，此时，在钢板(9.1)上布置一块最好由铜或者铜合金组成的中间板(9.2)，导水通道(7)则布置在这中间板里。
11.按权利要求1或2所述的连铸结晶器，其特征在于，结晶器型板(3)在其指向导通冷却水的连结板(9)的一侧(5)其水覆盖量达到大于30％，此处水覆盖量是指通道宽度(7.2)与壁厚(7.1)和通道宽度(7.2)的总和之比值。
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