CN2288798Y - 管式连铸结晶器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于方坯连铸的管式连铸结晶器,结晶器的位于上方第二组及其以下的喷嘴(7a)均向下倾斜设置;铜管(1)内腔上部各面具有对称于中线向角部平滑过渡的圆弧外凸起,下部各面部具有对称于中线向角部平滑过渡的圆弧内凸起,内腔沿轴线向下断面逐渐减小平滑过渡;内腔顶端(16)至1=50—150mm范围内中线处具有0—0.5%/m的统一锥度,以下中线处锥度最大沿轴线向下连续变化逐渐减小。与现有技术相比可有效地提高拉坯速度,改善铸坯质量。
Description
本实用新型涉及一种管式连铸结晶器，属于金属方坯连铸结晶器。
中国专利CN92222292.4公开了一种喷淋冷却管式连铸结晶器，主要由铜管、水箱、喷嘴和上、下法兰构成。水箱套装在铜管外面，两者均由上、下法兰固定，水箱内筒上安装有其轴线垂直于结晶器轴线的喷嘴。高压水由进水口进入水箱，经喷嘴喷向铜管外壁，由出水口排出。与通水冷却相比，提高了铜管的传热效率。但喷嘴轴线垂直于结晶器轴线的布置方式难以彻底消除铜管外表面产生的水蒸气膜，使铜管散热能力降低。另外，该结晶器与目前大部分方坯连铸结晶器，均采用其内腔各面为平面的单一锥度的铜管，面部为平面无法补偿四个角部在钢水凝固收缩时产生的气隙，造成铜管角部导热能力下降，影响拉坯速度。单锥度与钢水凝固特性不符，造成浇铸时铜管内腔变形，严重影响铸坯质量，产生诸如菱变、轴向角裂等缺陷。
美国专利US5460220公开了一种用于铸造薄板坯的结晶器，其铜管内腔宽面呈圆弧形向外凸起状，从钢水入口至铸坯出口凸度逐渐减小，其发明目的是便于浸入式水口的插入，同时也具有补偿钢水凝固产生的角部收缩的能力。
本实用新型的目的是提供一种可提高冷却效率、增加铸坯凝壳厚度、降低拉坯阻力的喷淋冷却管式连铸结晶器，以提高拉坯速度，改善铸坯质量。
本实用新型的目的是这样实现的。
位于上方第二组及其以下的喷嘴均向下倾斜设置，其轴线与水平面的夹角α＝10°-45°；铜管内腔上部各面部具有对称于中线向角部平滑过渡的半径为Ri的圆弧外凸起，外凸起高度Hi沿轴线向下逐渐减小至零，下部各面部具有对称于中线向角部平滑过渡的半径为Rj的圆弧内凸起，内凸起高度Hj沿轴线向下由零逐渐加大，内腔沿轴线向下断面逐渐减小平滑过渡，顶端外凸起高度Hi大于底部内凸起高度Hj；铜管内腔顶端至1＝50-150mm范围内中线处具有0-0.5％/m的统一锥度，而后中线处锥度最大沿轴线向下连续变化逐渐减小。
铜管内腔的半径为Ri的圆弧外凸起与铜管直边相交的两点之间的距离L为直线边长的60％-90％，圆弧外凸起采用半径为ri的圆弧向角部过渡ri＝(1.5-3)Ri，半径为Rj的圆弧内凸起与角部圆弧外切，顶端外凸起高度Hi＝1-5mm，底部内凸起高度Hj＝0.5-2mm。
铜管内腔距顶端1＝50-150mm的中线处锥度为10％/m-40％/m，沿轴线向下按抛物线变化逐渐减小，底部中线处锥度为0.2％/m-0.8％/m。
下法兰下面安装有一其上开有进水孔、与下法兰和/或铜管下端面之间构成水流通道的水冷法兰，水冷法兰处于铜管下方的管状部分内表面为锯齿状，其各面部与铜管轴线成θ＝0-15°夹角向下扩张，面部与铸坯之间的最小间隙δ＝2-5mm。
喷嘴向下倾斜布置，使喷出的冷却水斜刺向铜管外表面，消除铜管外表面产生的水蒸气膜，提高铜管传热效率。喷嘴倾斜安装使水的喷射距离相对加长，可减小水箱内套与铜管之间的距离，结晶器结构紧凑。铜管内腔上部沿铸坯前进方向高度逐渐下降的外凸起，使铸坯在下移过程中，面部受到向内的压力，以补偿钢水凝固收缩时产生的角部气隙，确保铜管散热均匀。下部沿铸坯前进方向高度逐渐加大的内凸起，使角部产生间隙，将铜管对铸坯的支承力主要作用于面部，以降低角部磨擦。铜管内腔顶端50-150mm以下，也即弯月面以下，中线处锥度沿轴线向下连续变化逐渐减小，使其断面收缩与钢水凝固收缩规律相符合，可避免铸坯产生菱变、轴向角裂等缺陷。
本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：冷却效率高、铸坯凝壳厚度增加，拉坯阻力低，有效地提高了拉坯速度，铸坯质量得到明显改善，而且结构紧凑。
下面结合附图介绍本实用新型的实施例。
图1为本实用新型管式连铸结晶器的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
如图1、图2所示，本实用新型管式连铸结晶器主要由铜管1、上法兰2、水箱3、进水口4、出水口5、下法兰6、喷嘴7和水冷法兰8组成。水箱3主要由外筒14和内筒15构成，套装在铜管1外面，由上法兰2和下法兰6将铜管1和水箱3固定。水箱3内筒15上相对于铜管1的每个面部沿铜管1轴线方向各安装有10个喷嘴7，位于上方第一组的喷嘴7b水平设置，轴线垂直于铜管1轴线，位于上方第二组及其以下的喷嘴7a均向下倾斜设置，轴线与水平面成α＝40°的夹角。进水口4设置在水箱3的外筒14上，出水口5穿过外筒14设置在内筒15的下端。铜管1内腔上部各面部具有对称于中线半径为Ri的圆弧外凸起，外凸起高度Hi沿轴线向下逐渐减小至零，外凸起与铜管1直边相交的两点之间的距离L为直线边长的80％，圆弧外凸起采用半径为ri的圆弧向铜管1角部平滑过渡，ri＝2Ri；下部各面部具有对称于中线的半径为Rj的圆弧内凸起，内凸起高度Hj沿轴线向下由零逐渐加大，圆弧内凸起与角部圆弧外切，内腔沿轴线向下断面逐渐减小平滑过渡；顶端16外凸起高度Hi＝3mm，底部10内凸起高度Hj＝1mm。铜管1内腔顶端16至1＝100mm的范围内中线处具有0.3％/m的统一锥度，而后中线处锥度最大为30％/m，并沿铜管1轴线向下按抛物线变化逐渐减小，底部10中线处锥度为0.5％/m。
下法兰6下面安装有一其上开有进水孔13、与下法兰6和铜管1下端面之间构成水流通道12的水冷法兰8，水冷法兰8处于铜管1下方的管状部分9其内表面为锯齿状，各面部与铜管1轴线成θ＝5°夹角向下扩张，面部与铸坯11之间的最小间隙δ＝3mm。水冷法兰8其管状部分9的锯齿形内表面，可使高压水形成环流，对铸坯直接进行水幕冷却，进一步增加凝壳厚度。
工作时，高压冷却水由进水口4进入水箱3，经其内筒15上的喷嘴7喷向铜管1外壁，之后在大气压力下自然下落经出水口5排出。钢水由结晶器上端进入铜管1，其弯月面保持在距铜管1顶端16为50-100mm的位置。铜管1内腔形状由上至下的合理改变，使位于铜管1上部的铸坯11在下移过程中，面部受到向内的压力，补偿钢水凝固收缩过程中产生的角部气隙，而出口处铜管1对铸坯11的支承力主要作用在面部，降低了角部磨擦。在结晶器内喷淋冷却的同时，高压冷却水由水冷法兰8的进水孔13输入，经水流通道12，在管状部分9形成环流对铸坯1直接进行水幕冷却。
本实用新型喷淋冷却管式连铸结晶器，即可用作立式方坯连铸结晶器，也可用作弧形方坯连铸结晶器。
Claims (4)
1.一种管式连铸结晶器，具有铜管、上法兰、水箱、进水口、出水口和下法兰，水箱主要由外筒和内筒构成，套装在铜管外面，由上法兰、下法兰将其与铜管固定，喷嘴相对于铜管的四个面部和/或四个角部布置，安装在水箱内筒上，进水口设置在水箱的外筒上，出水口设置在内筒下端，其特征在于：位于上方第二组及其以下的喷嘴(7a)均向下倾斜设置，其轴线与水平面的夹角α＝10°-45°；铜管(1)内腔上部各面部具有对称于中线向角部平滑过渡的半径为Ri的圆弧外凸起，外凸起高度Hi沿轴线向下逐渐减小至零，下部各面部具有对称于中线向角部平滑过渡的半径为Rj的圆弧内凸起，内凸起高度Hj沿轴线向下由零逐渐加大，内腔沿轴线向下断面逐渐减小平滑过渡，顶端(16)外凸起高度Hi大于底部(10)内凸起高度Hj；铜管(1)内腔顶端(16)至1＝50-150mm范围内中线处具有0-0.5％/m的统一锥度，而后中线处锥度最大沿轴线向下连续变化逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于：所述的铜管(1)内腔的半径为Ri的圆弧外凸起与铜管(1)直边相交的两点之间的距离L为直线边长的60％-90％，圆弧外凸起采用半径为ri的圆弧向角部过渡ri＝(1.5-3)Rj，半径为Rj的圆弧内凸起与角部圆弧外切，顶端(16)外凸起高度Hi＝1-5mm，底部(10)内凸起高度Hj＝0.5-2mm。
3.根据权利要求1或2所述的结晶器，其特征在于：所述的铜管(1)内腔距顶端(16)1＝50-150mm的中线处锥度为10％/m-40％/m，沿轴线向下，锥度按抛物线变化逐渐减小，底部(10)中线处锥度为0.2％/m-0.8％/m。
4.根据权利要求1所述的结晶器，其特征在于：所述的下法兰(6)下面安装有一其上开有进水孔(13)、与下法兰(6)和/或铜管(1)下端面之间构成水流通道(12)的水冷法兰(8)，水冷法兰(8)处于铜管(1)下方的管状部分(9)内表面为锯齿状，其各面部与铜管(1)轴线成θ＝0-15°夹角向下扩张，面部与铸坯(11)之间的最小间隙δ＝2-5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96241495 CN2288798Y (zh) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | 管式连铸结晶器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 96241495 CN2288798Y (zh) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | 管式连铸结晶器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2288798Y true CN2288798Y (zh) | 1998-08-26 |
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ID=33915881
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 96241495 Expired - Lifetime CN2288798Y (zh) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | 管式连铸结晶器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN2288798Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102355964A (zh) * | 2009-03-19 | 2012-02-15 | 新日本制铁株式会社 | 连铸方法和连铸铸模 |
| CN108580818A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-28 | 沈阳麒飞新型材料科技有限公司 | 一种适合生产薄壁环形坯的结晶器 |
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1996
- 1996-10-25 CN CN 96241495 patent/CN2288798Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102355964A (zh) * | 2009-03-19 | 2012-02-15 | 新日本制铁株式会社 | 连铸方法和连铸铸模 |
| CN102355964B (zh) * | 2009-03-19 | 2014-02-19 | 新日铁住金株式会社 | 连铸方法、连铸用的短边铸模板和连铸铸模 |
| CN108580818A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-09-28 | 沈阳麒飞新型材料科技有限公司 | 一种适合生产薄壁环形坯的结晶器 |
| CN108580818B (zh) * | 2018-06-19 | 2023-12-08 | 沈阳麒飞新型材料科技有限公司 | 一种适合生产薄壁环形坯的结晶器 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CX01 | Expiry of patent term |