CN2225916Y - 连铸用椭圆形结晶器 - Google Patents

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干勇
邓开文
倪满森
施永敏
刘新
刘家奇
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张慧
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Abstract

本实用新型属于金属连续铸造领域。主要适用于连续铸造厚度为20～200mm范围的连续铸造薄板坯和扁钢坯料。该结晶器的主要特征是内腔为椭圆形结构，即从内腔的上顶面至下底面的所有横截面均为椭圆形。该椭圆形结晶器的组成形式有三种：由内为椭圆曲面的两块宽侧壁和两块窄侧壁组成；由两块内为椭圆曲面的整体半侧壁组成；由整体金属管制成。该结晶器对坯壳冷却凝固均匀，避免角部冷却不均而产生裂纹的缺点。

Description

连铸用椭圆形结晶器
本实用新型属于金属连续铸造领域，涉及薄板坯和扁钢坯连续浇注的结晶器。主要适用于连续铸造厚度为20～200m范围的连续铸造薄板坯和扁钢坯。
现有技术中的薄板坯连铸结晶器，由于内腔的厚度小，为了便于伸入式水口的布置和减缓结晶器内钢液的流动速度，其上部常做成漏斗型(ZL85101082A)。这种形状的结晶器，其缺点是由于漏斗区域内凝固坯壳呈漏斗状，当结晶器振动时，坯壳周期性地失去结晶器的支撑和挤压，相应地承受张力和压力，容易形成裂纹；另外，坯壳从漏斗区域拉入平直段时，坯壳形变显著，为保证铸坯质量和避免卡壳，必须提高拉坯速度下限和控制漏斗区域内坯壳的厚度，为此，给调节拉坯速度和控制操作带来实际困难；再者，漏斗区域坯壳凝固收缩也不均匀，容易产生表面缺陷。
另外，现有技术中的矩形坯或板坯(包括薄板坯)的连铸结晶器，其宽侧壁和窄侧壁相交处呈直角，而角部的钢液呈二维冷却，故凝固速度快，造成铸坯凝固不均匀，致使铸坯易出现表面缺陷；另外，铸坯出了结晶器后，边角部冷却速度快，铸坯表面温度不均匀，容易产生角部裂纹；铸坯出结晶器后进行轧制时由于边部温度低也容易产生裂纹，以及铸坯总变形量大，增加轧制设备负担。
本实用新型的目的在于提供一种能避免坯壳形成裂纹和产生表面缺陷的、可提高拉坯速度的连铸用椭圆形结晶器。
针对上述目的，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型连铸用椭圆形结晶器由两块宽侧壁和两块窄侧壁组成，椭圆形结晶器内腔为椭圆形结构，即从内腔的上顶面至下底面的所有横截面均为椭圆形；椭圆形结晶器由向内凹的、内为椭圆曲面的两块宽侧壁和两块窄侧壁组成。
椭圆形结晶器可由两块向内凹的、内为椭圆曲面的整体半侧壁组成。
椭圆形结晶器可由整体的椭圆形金属管制成。
从椭圆形内腔的上顶面至下底面，其椭圆的长轴不变，而短轴则逐渐缩短。
从椭圆形内腔的上顶面至下底面，其椭圆的短轴不变，而长轴则逐渐缩短。
从椭圆形内腔的上顶面至下底面，其椭圆的长轴和短轴均逐渐缩短。
紧接椭圆形内腔下底面有一直线段筒体，且筒体的形状和尺寸与椭圆形内腔下底面的形状和尺寸一致。
结晶器内腔的所有横截面的椭圆形短轴与长轴之比为1/5～1/100。
结晶器的每个侧壁都带有冷却系统，冷却方式有两种：一是侧壁刻有水缝，通水冷却；一是直接向侧壁喷淋水冷却。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、椭圆形结晶器内腔横截面无明显的形状变化，周线圆滑，坯壳在结晶器内冷却凝固均匀，避免了矩形坯、板坯等角部冷却凝固不均匀的缺点。
2、椭圆形结晶器的上顶面、下底面均为椭圆形，当结晶器上、下振动时，坯壳不会受到附加的压力和张力，坯壳在结晶器内向下拉出时无明显的板形变化，结晶器内凝固坯壳厚度可在较宽的范围内变化，因此拉坯速度可以在较大幅度内调整。
3、由于结晶器的下底面也是椭圆形，故出结晶器的铸坯呈椭圆形，致使铸坯出结晶器时，整个周边(表面)温度均匀，两窄侧和中间宽面温差小，因此在压缩时可避免边部温度过低而产生边部裂纹。另外，椭圆形铸坯压缩成扁坯或薄板坯时，总变形量比矩形坯或板坯要减少三分之一以上，并主要集中在中间带液芯的区域，而边部变形量小，因此也是减薄铸坯、改善铸坯中心质量及防止变形产生边部压缩裂纹的有效措施。
现结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附图1、附图2、附图3为椭圆形结晶器组成方式的俯视结构示意图。
附图4为椭圆形长轴从上顶面至下底面逐渐缩小的结晶器结构示意图，即附图1的B-B剖面示意图。
附图5为椭圆形短轴从上顶面至下底面逐渐缩小的结晶器结构示意图，即附图1的A-A剖面示意图。
附图6及附图7为紧接椭圆形内腔下底面有一直线段筒体的结构示意图。
上述图中，1、2为结晶器的宽侧壁，3、4为结晶器的窄侧壁，b为椭圆形长轴，a为椭圆形短轴，5为结晶器冷却水通道，6为椭圆形内腔与下底面相接的直线段筒体，7、8为椭圆形结晶器整体半侧壁。
由附图1可知，本实用新型椭圆形结晶器可由向内凹的、内为椭圆曲面的两块宽侧壁1、2和两块窄侧壁3、4组成；附图2说明椭圆形结晶器可由两块向内凹的、内为椭圆曲面的整体半侧壁组成；附图3表示椭圆形结晶器由整体的椭圆形金属管制成。
附图4展示了结晶器椭圆形的长轴b从上顶面至下底面逐渐缩小的沿长轴方向剖示的椭圆形结晶器的结构。
附图5表示了结晶器椭圆形的短轴a从上顶面至下底面逐渐缩小的沿短轴方向剖示的椭圆形结晶器的结构。
附图6及附图7中，直线段筒体6的形状和尺寸与椭圆形内腔下底面的形状和尺寸一致。
结晶器内腔中的任何横截面均为椭圆形，且椭圆的短轴与长轴之比为1/5～1/00。

Claims (8)

1、一种连铸用椭圆形结晶器，由两块宽侧壁和两块窄侧壁组成，其特征在于：
[1]、椭圆形结晶器内腔为椭圆形结构，即从内腔的上顶面至下底面的所有横截面均为椭圆形；
[2]、椭圆形结晶器由向内凹的、内为椭圆曲面的两块宽侧壁(1、2)和两块窄侧壁(3、4)组成。
2、根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于椭圆形结晶器由两块向内凹的、内为椭圆曲面的整体半侧壁(7、8)组成。
3、根据权利要求1所述的结晶器，其特征于椭圆形结晶器由整体的椭圆形金属管制成。
4、根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于从椭圆形内腔的上顶面至下底面，其椭圆的长轴(b)不变，而短轴(a)则逐渐缩短。
5、根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于从椭圆形内腔的上顶面至下底面，其椭圆的短轴(a)不变，而长轴(b)则逐渐缩短。
6、根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于从椭圆形内腔的上顶面至下底面，其椭圆的长轴(b)和短轴(a)均逐渐缩短。
7、根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于紧接椭圆形内腔下底面有一直线段筒体(6)，且筒体(6)的形状和尺寸与椭圆形内腔下底面的形状和尺寸一致。
8、根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于结晶器内腔的所有横截面的椭圆形短轴与长轴之比为1/5～1/100。
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