CN201913204U - 结晶器、生产铸坯的装置、铸坯以及超大断面铸坯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种结晶器、生产铸坯的装置、铸坯以及超大断面铸坯。所述结晶器的内侧壁形成用于铸坯的腔体，其中，所述内侧壁至少包括：上内侧壁以及位于所述上内侧壁下方并与所述上内侧壁邻接的下内侧壁；所述上内侧壁形成对钢水保温的保温区，所述下内侧壁形成对所述钢水冷却的结晶区。所述生产铸坯的装置至少包括所述结晶器。所述铸坯以及超大断面铸坯采用如上所述的结晶器进行生产。本实用新型可应用于生产铸坯的各个领域，具有投资低、铸坯质量优异、金属收得率高的特点，具有良好的经济效益和社会效益，具有很大的市场应用潜力。

Description

结晶器、生产铸坯的装置、铸坯以及超大断面铸坯

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，尤其是一种用于生产铸坯的结晶器、生产铸坯的装置、铸坯(包括板坯、圆坯)以及超大断面铸坯。

背景技术

铸坯主要包括矩形坯(包括板坯)、圆坯等，其中板坯是生产钢板的主要原料、其他类型的矩形坯和圆坯主要用来生产线棒、管制品、大型锻件的原料。现有的铸坯通常采用结晶器生产，可以连铸，也可以铸成设定的长度。通常，采用结晶器生产铸坯时，通过向结晶器的内侧壁形成的内腔中注入钢水，现有的结晶器的内侧壁通常由铜板制成，铜板形成结晶器的内腔，铜板外侧设置冷却水，以对铜板进行冷却，从而使进入到结晶器内腔中的钢水结晶，然后通过引锭杆对铸坯头部的牵引进行拉坯，当铸坯长度达到预定的要求时，停止注入钢水，结晶器中位于上部的钢水在铜板形成的内侧壁中快速结晶并形成缩孔，以致形成较长的尾坯。

另外，铸锭也可生产以上产品，但由于受产量、能耗、环保的限制，目前只适用于一些特殊的领域。

就目前连铸设备的发展而言，采用常规的弧形或直弧形连铸机，由于需要对铸坯矫直，所以只能生产厚度在400mm以下的铸坯，且其宽度也受限制，一般在3000mm以下，其也不能生产一些硬度较高的高合金钢等等。

随着科学技术的进步和社会的发展，针对特厚特宽铸坯的需求比例也在增加。然而目前，无论是常规的弧形或直弧形连铸机，还是常规的立式连铸机，铸坯的尾坯都很长，收得率低、成本高。

采用常规的弧形圆坯连铸机，可生产的圆坯最大直径在1000mm以下，但也暴露出了生产钢种的限制(如生产合金钢的规格，尤其是高合金钢的规格)和铸坯尾部缩孔长、收得率低、成本高的缺陷，不能完全体现常规连铸的技术优势。尤其对于超大断面的合金钢铸坯的生产，由于收得率低而造成的浪费严重、成本的昂贵，使超大断面的合金钢铸坯的生产达难以实现产业化或规模化生产的要求。

如果采用常规的立式连铸机来生产大型断面的铸坯，其生产的铸坯厚度也在600mm以下，且铸坯尾部缩孔长(尾坯的长度一般在2米以上)、收得率低、设备投资高、生产操作不灵活，不适合于小批量、多品种的生产。另外对于立式连铸机来生产的超大断面的铸坯，由于单个铸坯的长度有限，一般在10米以下(如果长度再长，则需要增加大幅度的投资和成本，占用大量的场地)，这样的尾坯的长度太长，无缩孔的有效铸坯长度较短，难以进行下一步的轧制或锻压以生产特厚或特宽的板材。因此，目前无法规模化生产特厚或特宽的铸坯。

而对于采用铸锭而言，目前成熟的模注工艺主要集中在单重在40t以下的锭型，且存在着能耗高、成材率低、成本高的缺点，同时，对于50t以上单重的锭型工艺上更难以开发。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结晶器、生产铸坯的装置和方法以解决现有技术在生产铸坯中，缩孔长、尾坯长的缺点。本实用新型的目的还在于规模化生产超大断面铸坯，以进一步制作超厚的钢板或大型锻件。

为此，本实用新型提出一种结晶器，所述结晶器的内侧壁形成用于铸坯的腔体，其中，所述内侧壁至少包括：上内侧壁以及位于所述上内侧壁下方并与所述上内侧壁邻接的下内侧壁；所述上内侧壁形成对钢水保温的保温区，所述下内侧壁形成对所述钢水冷却的结晶区。

上述的结晶器，其中，所述上内侧壁的导热系数小于所述下内侧壁的导热系数。

上述的结晶器，其中，所述上内侧壁由第一保温材料制成，所述下内侧壁由金属材料制成。

上述的结晶器，其中，所述上内侧壁由硅质绝热板制成，所述下内侧壁为铜板或铜合金板制成。

上述的结晶器，其中，所述腔体为圆柱形，所述圆柱形的直径大于1000mm；或所述腔体的截面为矩形，所述矩形的厚度大于500mm；或所述矩形的厚度大于500mm、宽度大于1500mm。

进一步地，所述圆柱形的直径大于1050mm；或所述矩形的厚度大于600mm；或所述矩形的宽度大于3100mm或所述矩形的厚度大于1000mm、宽度大于3000mm。

本实用新型还提出一种生产铸坯的装置，其中，所述生产铸坯的装置至少包括：

如上所述的结晶器；用于夹持铸坯的夹持段，所述夹持段位于所述结晶器下方，所述夹持段具有夹持辊和冷却所述铸坯的冷却系统，沿所述铸坯的移动方向，所述冷却系统的冷却强度逐渐增强。

如上所述的生产铸坯的装置，其中，所述夹持段由四面密排夹持辊/板形成并竖直地位于所述结晶器的正下方，所述冷却系统为具有多个喷嘴的水冷系统，沿所述铸坯的移动方向，所述喷嘴的喷水流量逐渐增强。

如上所述的生产铸坯的装置，其中，所述生产铸坯的装置还包括对保温区保温的保温装置。

如上所述的生产铸坯的装置，其中，所述保温装置由第二保温材料制成，所述保温装置为保温盖。

如上所述的生产铸坯的装置，其中，所述保温装置具有加热部件。

本实用新型还提出一种生产铸坯的方法，其中，包括以下步骤：将钢水注入到如上所述的结晶器的结晶区内，通过引锭头的牵引进行拉坯，当铸坯浇注的长度满足要求时，停止拉坯，继续向结晶器内注入钢水，使钢水面高于结晶器内的所述保温区与所述结晶区形成的分界面，通过所述结晶器的保温区使所述钢水保持液态，通过所述保温区对铸坯尾部补缩。

如上所述的生产铸坯的方法，生产铸坯的方法，其中，还包括：在拉坯阶段，当铸坯出了结晶器后，对所述铸坯进行夹持和二次强制冷却，沿所述铸坯的移动方向，所述二次强制冷却的冷却强度逐渐增强。

如上所述的生产铸坯的方法，还包括：使用对所述分界面上的钢水保温的保温装置。

如上所述的生产铸坯的方法，其中，所述保温装置由第二保温材料制成和/或所述保温装置具有加热部件。

如上所述的生产铸坯的方法还包括：采用结晶器保护渣浇注或在钢水上覆盖第三保温材料。

如上所述的生产铸坯的方法，进行立式拉坯并采用结晶器振动装置完成铸坯与结晶器的脱模。

如上所述的生产铸坯的方法，还包括：在结晶器中的钢水液面上施加一定压力的补缩措施。

本实用新型还提出一种铸坯，其中，采用如上所述的结晶器进行生产，所述铸坯的尾坯小于600mm。

本实用新型还提出一种超大断面铸坯，其中，采用如上所述的结晶器进行生产，所述铸坯为直径大于1000mm的圆坯或厚度大于500mm的矩形坯或厚度大于500mm、宽度大于1500mm的矩形坯。

如上所述的超大断面铸坯，其中，所述铸坯为直径大于1050mm的圆坯或厚度大于600mm的矩形坯或宽度大于3100mm的矩形坯或厚度大于1000mm、宽度大于3000mm的矩形坯，所述铸坯的尾坯小于600mm。

如上所述的超大断面铸坯，其中，所述铸坯的成分为碳钢或合金钢。

本实用新型通过具有保温区的结晶器对所述结晶分界面上的钢水采取保温措施使所述钢水有充分的时间保持液态，因而可以对铸坯尾部进行充分补缩，所以减小了缩孔和尾坯的长度，提高了收得率，提高了效益。

进而本实用新型在拉坯方向上实现冷却强度逐渐增强的控制，使得铸坯头部的冷却强度较大，加快铸坯头部的芯部凝固，而延缓铸坯后部的液芯凝固，从而在凝固末端形成了一个较大的弧形糊状区，根据凝固的进程，促进液芯由下而上逐次凝固，达到铸坯中心不搭桥、钢水充分补缩，凝固均匀、组织致密的效果，能够进一步有效消除铸坯的中心疏松和偏析，消除中心缩孔。

本实用新型减小了缩孔和尾坯的长度，对于超大断面铸坯的生产，克服了收得率低，成本昂贵的缺点，尤其对于超大断面的合金钢铸坯的生产，通过本实用新型使成本上大幅降低，使超大断面的合金钢铸坯的生产达到了规模化生产的要求。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1是本实用新型实施例的铸坯生产的工作原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及功能，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

图1是本实用新型实施例的铸坯生产的工作原理图。如图1所示，本实用新型提供的结晶器3的内侧壁形成用于铸坯的腔体(包括上腔体11和下腔体21)，即该腔体用于注入钢水，其中，所述内侧壁至少包括：上内侧壁1以及位于所述上内侧壁1下方并与所述上内侧壁1邻接的下内侧壁2；所述上内侧壁1形成对钢水保温的保温区，即上腔体11，使分界面6上的钢水有充分的时间保持液态，所述下内侧壁2形成对所述钢水冷却的结晶区，即下腔体21。上内侧壁1和下内侧壁2之间要保持良好的衔接，以使钢水不会泄露，所述保温区与所述结晶区形成钢水的分界面6。

本实用新型通过具有保温区的结晶器3对结晶分界面上的钢水采取保温措施使所述钢水有充分的时间保持液态，因而可以对铸坯尾部进行充分补缩，所以减小了缩孔和尾坯的长度，提高了收得率，提高了效益。而现有技术直接将钢水注入到结晶器中，在停止注入钢水后，钢水在结晶器的上部快速结晶，根本没有进行补缩的措施。所以本实用新型相对于现有技术，有了保温的工艺和措施，因而解决了现有技术在生产铸坯中，缩孔长、尾坯长的缺点。

该结晶器3中上下两部分的高度(即上腔体11和下腔体21的高度)分别取决于所生产铸坯的断面、钢种和拉速等，由具体设计而定，例如，上腔体11的高度可以为结晶器3的高度的30％至70％，例如为40％，50％或60％等。

进一步地，所述上内侧壁1的导热系数小于所述下内侧壁2的导热系数，以达到上内侧壁1的保温效果。进一步地，所述上内侧壁1至少包括由第一保温材料制成的第一部分，所述下内侧壁2至少包括由金属材料制成的第二部分。本实用新型的上内侧壁1优选地采用导热系数小于或等于0.2的材料，以达到较好的保温效果，当然，采用导热系数在0.05瓦/米·度以下的高效保温材料，保温效果会更好。当然，上内侧壁1可以不限于一种材料，可以由多块保温材料从上至下拼成，下内侧壁2可以不限于一种材料，可以由多块金属材料从上至下拼成。

进一步地，所述上内侧壁1由单一的一种保温材料制成，例如由保温的耐火材料制成，优选地采用硅质绝热板制成(如：采用SiO₂＞98％，耐火度大于1700℃的绝热板)，所述下内侧壁2由单一的一种金属材料制成，例如为铜板或铜合金板制成，这样，结晶器制作方便。上内侧壁1和下内侧壁2之间要保持良好的衔接，以使钢水不会泄露。例如，上内侧壁1和下内侧壁2分别固定在结晶器的上部和下部，上内侧壁1由绝热板制成，下内侧壁2由铜板制成，制作时，可以使绝热板与铜板对接，对接的缝隙要小，使上内侧壁1和下内侧壁2形成紧密衔接，以使钢水不会泄露本实用新型采用上下不同导热材料做成的结晶器，明显不同于常规连铸机的水冷结晶器。本实用新型的结晶器选取的材料既适合结晶器下部快速结晶，又适合结晶器上部的钢水在铸坯的后期能够进行保温，二者的导热系数的配比能够达到兼顾拉坯与补缩的较为理想的效果。

进一步地，结晶器的腔体(包括上腔体11和下腔体21)为所述腔体为圆柱形，所述圆柱形的直径大于1000mm；或所述腔体的截面为矩形，所述矩形的厚度大于500mm；或所矩形的厚度大于500mm、宽度大于1500mm。这样，结晶器3可以制作直径大于1000mm的圆坯，或厚度大于500mm截面为方形或矩形的矩形坯或厚度大于500mm、宽度大于1500mm的板坯。通过采用这样尺寸的结晶器3，由于提高了收得率、减小了缩孔和尾坯，因而可以生产现有技术所不能生产的大规格铸坯，可以进行规模化生产，可以生产特宽特厚的板材或大型锻件。例如，所述腔体直径为1000mm，1050mm，1100mm，1150mm，1200mm，1250mm，1300mm甚至更大，或者所述腔体厚度为500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm甚至更大的矩形，或者所述腔体厚度为500mm、宽度为1500mm的矩形、厚度为550mm、宽度为1500mm以上的矩形、厚度为600mm以上、宽度为1600mm以上的矩形。

进一步地，所述圆柱形腔体的直径大于1050mm；或所述矩形的厚度大于600mm；或所述矩形的宽度大于3100mm或所述矩形的厚度大于1000mm、宽度大于3000mm矩形。例如，腔体的厚度为大于1100mm、宽度大于3100mm的板形或厚度为大于1200mm、宽度大于3200mm的矩形或厚度为大于1300mm、宽度大于3300mm的矩形。目前由于现有技术的收得率低，现有技术难以生产达到一定收得率要求的厚板铸坯，而这些规格的铸坯具有特殊的使用场合，因而本实用新型填补了市场的空白。

如图1所示，本实用新型还提出一种生产铸坯的装置，其中，所述该装置至少包括：

如上所述的结晶器3；用于夹持铸坯的夹持段，所述夹持段位于所述结晶器3下方，所述夹持段具有夹持辊和冷却所述铸坯8的冷却系统，例如，夹持段具有2～4m的四面密排夹持辊4形成的水冷支撑结构，用于从四个方向夹持铸坯8，可以对铸坯8实现有效支撑，以消除铸坯8鼓肚变形，此外，夹持段还可以带有汽水雾化冷却铸坯功能。沿所述铸坯8的移动方向，所述冷却系统的冷却强度逐渐增强。所述冷却系统可以为水冷系统，例如，在夹持辊4的四个分布方向上设置冷却水管或多个喷嘴，向铸坯8浇注或喷射冷却水，喷嘴可以设置在夹持辊4的支架上。例如，在图1中，拉坯时，铸坯8从上至下移动，所述喷嘴的喷水流量逐渐增强，冷却所述铸坯8的冷却系统的冷却强度从上至下也逐渐增强。

关于夹持段中夹持辊4和冷却系统的主要结构可以参考现有技术，本实用新型在此不再赘述，本实用新型与现有技术的主要区别在于，本实用新型中，夹持段的冷却系统，即二次冷却系统(以结晶器中对下内侧壁21的冷却为一次冷却)的冷却强度沿所述铸坯8的移动方向，逐渐增强。这种上弱下强的冷却设计，使铸坯8的上部保持足够大的熔池5，以产生单向凝固的特点，在保证铸坯常规冷却的情况下，加大铸坯头部(即铸坯8的下部)的冷却强度，加快铸坯头部的芯部凝固，使钢水快速凝固，促进坯壳7的均匀生长，形成足够厚度的坯壳，以利于拉坯；而通过结晶器3的保温区的设置或采取其他保温措施，可以延缓铸坯后部的液芯凝固，从而在凝固末端形成了一个较大的弧形糊状区(即熔池5)，根据凝固的进程，促进液芯由下而上逐次凝固，达到铸坯中心不搭桥、钢水充分补缩，凝固均匀、组织致密的效果，有效消除铸坯的中心疏松和偏析，消除中心缩孔，提高铸坯的内部质量。而现有技术采用的是上强下弱的冷却设计，不利于保证铸坯的内部质量从而制约了铸坯的收得率，尤其是大断面铸坯的收得率。本实用新型改变了长期以来二次冷却的设计思维，采取了与现有技术相反的做法，克服了长期以来制约大断面铸坯生产的难题，使大断面铸坯可以进行规模化生产。

本实用新型的所述生产铸坯的装置例如可以为立式连铸机，可以具有引锭杆或矫直设备等装置。进一步地，所述生产铸坯的装置还包括对保温区保温的保温装置。本实用新型除了采用具有保温区的结晶器3之外，为了达到更好的保温效果，还可以采用另外的保温装置。例如，所述保温装置为由保温材料制成的保温盖，保温盖的材料可以与内侧壁1的材料相同，也可以与之不同。保温盖可以作为结晶器3的一部分，例如通过铰接在结晶器3的上部盖在结晶器3的保温区上，也可以不成为结晶器3的一部分，而是通过其他设备在使用时将保温盖移动至结晶器3上。保温盖可以在保温时盖在结晶器3上，可以在不保温时抬起，以便于钢水的浇铸。进一步地，所述保温盖具有加热部件，例如，加热部件可以设置在保温盖内部，加热部件为通过电阻发热的电加热器。通过加热部件可以更好地保持钢水的液态，有利于充分补缩。此外，加热部件也可以独立于保温盖设置，可以单独使用加热部件对钢水保温。

本实用新型还提出一种生产铸坯的方法，其中，包括以下步骤：将钢水注入到如上所述的结晶器的结晶区21内，通过引锭头的牵引进行拉坯，当铸坯8浇注的长度满足要求时，停止拉坯，继续向结晶器3内注入钢水，当钢水面高于结晶器内的所述保温区与所述结晶区形成的分界面6时，通过所述结晶器的保温区使所述钢水保持液态，继续向所述结晶器内注入钢水，直至达到了要求的高度后，停止注入钢水，通过所述保温区对铸坯尾部补缩。其中的要求的高度取决于所生产铸坯的断面、设计长度、钢种等，该高度通常由具体设计而定。

本实用新型通过具有保温区的结晶器3对结晶分界面上的钢水采取保温措施使所述钢水有充分的时间保持液态，因而可以对铸坯尾部进行充分补缩，所以减小了缩孔和尾坯的长度，提高了收得率，提高了效益。本实用新型相对于现有技术，有了保温的工艺和措施，因而解决了现有技术在生产铸坯中，缩孔长、尾坯长的缺点。

进一步地，如上所述的生产铸坯的方法还包括：在拉坯阶段，当铸坯8出了结晶器3后，对所述铸坯进行夹持和二次强制冷却，沿所述铸坯8的移动方向，所述二次强制冷却的冷却强度逐渐增强。例如，夹持辊4竖直地位于所述结晶器3的正下方，用于夹持铸坯8。在夹持辊4的四个分布方向上设置冷却水管或多个喷嘴，向铸坯8浇注或喷射冷却水，喷嘴可以设置在夹持辊4的支架上。拉坯时，铸坯8从上至下移动，所述喷嘴的喷水流量逐渐增强。

本实用新型中，二次强制冷却的冷却强度沿所述铸坯8的移动方向逐渐增强。这种上弱下强的冷却设计，使铸坯8的上部保持足够大的熔池5，以产生单向凝固的特点，在保证铸坯常规冷却的情况下，加大铸坯头部的冷却强度，加快铸坯头部的芯部凝固，使钢水快速凝固，促进坯壳的均匀生长，形成足够厚度的坯壳，以利于拉坯；而通过结晶器3的保温区的设置或采取其他保温措施，可以延缓铸坯后部的液芯凝固，从而在凝固末端形成了一个较大的弧形糊状区(即熔池5)，根据凝固的进程，促进液芯由下而上逐次凝固，达到铸坯中心不搭桥、钢水充分补缩，凝固均匀、组织致密的效果，有效消除铸坯的中心疏松和偏析，消除中心缩孔，提高铸坯的内部质量。

进一步地，所述生产铸坯的方法还包括：使用对所述分界面6上的钢水保温的保温装置。进一步地，所述保温装置由第二保温材料制成和/或所述保温装置具有加热部件。这些都可以更好地使钢水有充分的时间保持液态，实现充分补缩。

进一步地，所述生产铸坯的方法还包括：采用结晶器保护渣浇注以使钢水有充分的时间保持液态，实现充分补缩，还可以形成了良好铸坯表面质量，避免铸坯表面缺陷的产生。这样，可以减少相关的保温装置的硬件的设置，减少占地，节约成本。采用结晶器保护渣浇可以单独使用或结合其他保温措施共同使用。

进一步地，所述保温措施还包括：在钢水上覆盖保温材料，该保温材料可以采用与结晶器的下内侧壁相同或不同的材料。此外，还可通过在结晶器中的钢水液面上施加一定压力的补缩措施，来实现铸坯尾部的良好补缩。例如，通过压板对钢水液面施加压力，压板可以设置在结晶器3上，也可以设置在结晶器3之外。同理，本实用新型的各项保温措施以及补缩措施可以在不冲突的情况下单独使用或结合其他保温措施以及补缩措施共同使用。

进一步地，如上所述的生产铸坯的方法，进行立式拉坯并采用结晶器振动装置完成铸坯8与结晶器3的脱模，结晶器振动装置为结晶器所附属的机械或液压式振动机构，这样有利于生产大断面的铸坯，有利于大断面的铸坯的脱模。

本实用新型还提出一种铸坯，其中，采用如上所述的结晶器进行生产，所述铸坯的尾坯小于600mm，例如铸坯的尾坯小于550mm或小于500mm或小于450mm或小于400mm或小于350mm。本实用新型生产的铸坯尾坯小、缩孔小，内部质量好，是现有技术的铸坯尾坯所不能达到的。如果采用本实用新型的结晶器或本实用新型的生产铸坯的方法，即使是生产普通断面的铸坯，也能实现较好的内部质量，也能得到较短的尾坯，提高效益。

本实用新型还提出一种超大断面铸坯，其中，采用如上所述的结晶器进行生产，所述铸坯为直径大于1000mm的圆坯或厚度大于500mm的矩形坯或厚度大于500mm、宽度大于1500mm的板坯。例如，直径为1000mm，1050mm，1100mm，1150mm，1200mm，1250mm，1300mm甚至更大的圆坯，或者厚度为500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm甚至更大的矩形坯，或者厚度为500mm、宽度为1500mm的矩形坯(也称为板坯)、厚度为550mm、宽度为1500mm以上的矩形坯(也称为板坯)、厚度为600mm以上、宽度为1600mm以上的矩形坯(也称为板坯)。这些型号的铸坯难以用现有技术进行规模化生产，而本实用新型生产的超大断面铸坯内部质量好，收得率高，可以规模化生产，可以进行有效的加工和利用，以生产特宽特厚的板材或大型锻件。

进一步地，如上所述的超大断面铸坯，其中，所述铸坯为直径大于1050mm的圆坯或厚度大于600mm的矩形坯或宽度大于3100mm的矩形坯(也称为板坯)或厚度大于1000mm、宽度大于3000mm的矩形坯(也称为板坯)，所述铸坯的尾坯小于600mm。例如，厚度为大于1100mm、宽度大于3100mm的矩形坯(也称为板坯)或厚度为大于1200mm、宽度大于3200mm的矩形坯(也称为板坯)或厚度为大于1300mm、宽度大于3300mm的矩形坯(也称为板坯)。这些规格的铸坯具有特殊的使用场合，因而本实用新型填补了市场的空白。

进一步地，所述铸坯的成分为碳钢(例如包括高碳钢、中碳钢和低碳钢)或合金钢。因此，本实用新型可以生产超大断面合金钢铸坯，可以提高超大断面合金钢铸坯的收得率，降低成本。

下面以浇注1000×3000mm断面的板坯为例，介绍本实用新型的生产过程。当具有一定过热度的钢水注入到结晶器3的结晶区(即下内侧壁形成的下腔体21)时，钢水在结晶器的结晶区四周和引锭头(图中未示出)的强冷作用下，急剧凝固形成坚硬的一层坯壳7，在引锭头的牵引下缓慢向下移动，同时结晶器振动装置启动，同时可以优选采用结晶器保护渣浇注；当铸坯8出了结晶器3后，就进入了带有多排夹持辊4的夹持段，此时二冷水(即二次强制冷却)开始对铸坯进行了大水量的强制冷却，随着铸坯的不断移动，根据二冷模型的要求，铸坯的二冷水的强度为上部小，下部大，以实现铸坯头部的强制冷却和铸坯中心钢水的顺序单向凝固，同时使铸坯的中心的钢水熔池保持一个上大下小的溶池5，使铸坯中心部分的凝固完全均质化，避免出现中心疏松和缩孔；当铸坯浇注的长度满足要求时，继续向结晶器3内注入钢水，当钢液面高于结晶器内的分界面6时，停止拉坯和结晶器振动，并继续向结晶器内注入钢水，直至达到了要求的高度后，停止注入钢水，并采取保温措施，以防止钢液面的凝固。此后，结晶器上部的钢水会根据铸坯的凝固进程不断向下渗透、补缩，最终形成一个很短的尾坯(如＜400mm)，避免了普通浇注工艺下形成的长达2～4m的大缩孔，大大提高了金属收得率，有效提高了铸坯尾部的中心偏析和疏松，基本上消除了铸坯尾部的缩孔。

实用新型可实现超大断面铸坯的连续浇注，也易于生产大单重的铸坯，如单块大于100t以上的铸坯，可生产高、中、低碳钢等，特别易于生产普通连铸难于生产的高合金钢等，能够显著提高金属收得率。

本实用新型可应用于生产铸坯的各个领域，具有投资低、铸坯质量优异、金属收得率高的特点，具有良好的经济效益和社会效益，具有很大的市场应用潜力。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，而是可根据实际需要与其它现有技术进行结合，并在不冲突的条件下本实用新型的各组成部分可以相互组合，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案实用新型点有关的其它组合及具体应用。

Claims (15)

1.一种结晶器，所述结晶器的内侧壁形成用于铸坯的腔体，其特征在于，所述内侧壁至少包括：

上内侧壁以及位于所述上内侧壁下方并与所述上内侧壁邻接的下内侧壁；

所述上内侧壁形成对钢水保温的保温区，所述下内侧壁形成对所述钢水冷却的结晶区。

2.如权利要求1所述的结晶器，其特征在于，所述上内侧壁的导热系数小于所述下内侧壁的导热系数。

3.如权利要求1所述的结晶器，其特征在于，所述上内侧壁由第一保温材料制成，所述下内侧壁由金属材料制成。

4.如权利要求3所述的结晶器，其特征在于，所述上内侧壁由硅质绝热板制成，所述下内侧壁为铜板或铜合金板制成。

5.如权利要求1至4中任一项所述的结晶器，其特征在于，所述腔体为圆柱形，所述圆柱形的直径大于1000mm；或所述腔体的截面为矩形，所述矩形的厚度大于500mm；或所述矩形的厚度大于500mm、宽度大于1500mm。

6.如权利要求5所述的结晶器，其特征在于，所述圆柱形的直径大于1050mm；或所述矩形的厚度大于600mm；或所述矩形的宽度大于3100mm或所述矩形的厚度大于1000mm、宽度大于3000mm。

7.一种生产铸坯的装置，其特征在于，所述生产铸坯的装置至少包括：

如权利要求1至6中任一项所述的结晶器；

用于夹持铸坯的夹持段，所述夹持段位于所述结晶器下方，所述夹持段具有夹持辊/板和冷却所述铸坯的冷却系统，沿所述铸坯的移动方向，所述冷却系统的冷却强度逐渐增强。

8.如权利要求7所述的生产铸坯的装置，其特征在于，所述夹持段由四面密排夹持辊/板形成并竖直地位于所述结晶器的正下方，所述冷却系统为具有多个喷嘴的水冷系统，沿所述铸坯的移动方向，所述喷嘴的喷水流量逐渐增强。

9.如权利要求7或8中任一项所述的生产铸坯的装置，其特征在于，所述生产铸坯的装置还包括对保温区保温的保温装置。

10.如权利要求9所述的生产铸坯的装置，其特征在于，所述保温装置由第二保温材料制成，所述保温装置为保温盖。

11.如权利要求10所述的生产铸坯的装置，其特征在于，所述保温盖具有加热部件。

12.一种铸坯，其特征在于，采用如权利要求1至6中任一项所述的结晶器进行生产，所述铸坯的尾坯小于600mm。

13.一种超大断面铸坯，其特征在于，采用如权利要求1至6中任一项所述的结晶器进行生产，所述铸坯为直径大于1000mm的圆坯或厚度大于500mm的矩形坯或厚度大于500mm、宽度大于1500mm的矩形坯。

14.如权利要求13所述的超大断面铸坯，其特征在于，所述铸坯为直径大于1050mm的圆坯或厚度大于600mm的矩形坯或宽度大于3100mm的矩形坯或厚度大于1000mm、宽度大于3000mm的矩形坯，所述铸坯的尾坯小于600mm。

15.如权利要求13或14中任一项所述的超大断面铸坯，其特征在于，所述铸坯的成分为碳钢或合金钢。

Images