CN2841197Y - 双w型高拉速结晶器铜管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及连续铸钢机中的结晶器铜管。该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线由上直线段和下拟抛物线段组成,两线段相切,并给出了该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线方程,整个结晶器铜管内壁的纵剖面曲线具有连续的倒锥度。铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿凝固坯壳的收缩率,凝固坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙(理论上无气隙),也不因锥度过大而引起挤压力。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及连续铸钢机中的结晶器铜管。该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线由上直线段和下拟抛物线段组成,两线段相切,整个结晶器铜管内壁的纵剖面曲线具有连续的倒锥度。铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿凝固坯壳的收缩率,凝固坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙(理论上无气隙),也不因锥度过大而引起挤压力。
背景技术
结晶器是连铸机的核心部件,完成将液态钢水初步凝固成形的任务。液态钢水注入结晶器后,由于受到结晶器铜管的强烈冷却很快在弯月面处形成薄弱的坯壳,随着坯壳不断地向下运动厚度逐渐增加。为适应坯壳在结晶器内产生的收缩,结晶器铜管具有一定的倒锥度,以减小坯壳与铜管内壁间气隙的厚度,改善冷却条件,提高拉坯速度和铸坯质量。目前国内外使用的结晶器主要有四种类型:一是在整个铜管内壁纵剖面曲线上具有单一抛物线锥度的结晶器。这种结晶器制造较简单,应用较为普遍,其缺点是铜管内腔形状不能完全适应坯壳的收缩。二是钻石结晶器。这种结晶器在铜管内壁的纵剖面曲线上,呈现多个分段连续的抛物线型锥度,以更好地适应坯壳在结晶器内的收缩,减小气隙厚度,使坯壳厚度均匀增长。同时,通过使铜管下半部的角部锥度为零的方法,抑制摩擦力的增加,加大结晶器的长度,延长在高速铸造条件下坯壳在结晶器内的有效停留时间。该类型结晶器的缺点是制造成本高,铜消耗量大。三是凸形结晶器。该类型结晶器铜管的上部内壁面四周向外凸,向下逐渐过渡为平面,上部内壁面夹角依次为96°、93°、90°,坯壳在向下运动的过程中受到结晶器铜管的挤压,而使坯壳与铜管内壁间的气隙厚度减少,传热效率增加,拉坯速度提高。该类型结晶器的缺点是上部内壁面夹角并非连续光滑过渡到90。,在角度突变处,坯壳与结晶器的温度场均发生剧烈变化,产生附加的热变形和热应力,对连铸坯质量产生不利影响。四是自适应结晶器。该类型结晶器通过调节结晶器铜管不同区域的冷却水量和水压,在铜管的不同区域产生不同的机械变形,以使铜管内壁的倒锥度适应坯壳的收缩,增加传热效率和结晶器出口处的坯壳增厚。这种结晶器制造成本高,需要冷却水自动控制系统,很少应用。此外还有步进轮式结晶器、压力水膜结晶器、曲面结晶器、MCGR型结晶器等,极少应用。
以上所有类型的结晶器,其铜管内腔形状均不能完全适应坯壳的收缩。当锥度不足时,坯壳与铜管内壁间出现气隙,当锥度过大时,坯壳与铜管内壁间产生挤压力。
发明内容
为了解决现有结晶器存在的问题,本实用新型根据结晶器内坯壳的收缩特性,提供了一种新型结晶器,该结晶器铜管的内腔形状能够完全适应坯壳的收缩,且具有制造方便、造价低、寿命长的特点。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是:
1.结晶器铜管宽面内壁纵剖面曲线由上直线段,其方程为
和下拟抛物线段,其方程为
组成。
上直线段和下拟抛物线段在X=c+d处相切。
2.结晶器铜管窄面内壁纵剖面曲线由上直线段,其方程为
和下拟抛物线段,其方程为
组成。
上直线段和下拟抛物线段在X=c+d处相切。
式中,a是矩形结晶器上口的宽度,b是矩形结晶器上口的高度,εv是凝固坯壳的收缩率,k是结晶器铜管中钢水的凝固系数,c是结晶器上口至钢水液面的距离,d是钢水液面至上直线段和下拟抛物线段相切点的距离,v是拉坯速度,X是纵坐标,Y是横坐标,H是结晶器的高度。
当a=b时,以上各式即是方坯结晶器铜管内壁的纵剖面曲线;当a=b=D(圆坯结晶器的上口直径)时,以上各式即是圆坯结晶器铜管的纵剖面曲线。
该结晶器铜管内壁的纵剖面曲线能够正确地反映所浇钢种、拉坯速度、冷却条件等影响因素对铜管内腔形状的要求,使铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿坯壳的收缩率,坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙(理论上无气隙),也不因锥度过大产生挤压力。
本实用新型有益的效果是:从根本上改善了连铸机结晶器的传热性能,可大幅度地提高连铸机的拉坯速度和结晶器的使用寿命,减少漏钢率,提高连铸过程的可靠性,提高连铸产品的质量,降低钢坯的生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地说明
图1是该矩形坯结晶器的宽面纵剖面示意图
图2是图1的A-A剖面图
图3是该结晶器铜管(2)的宽面纵剖面图
具体实施方式
液态钢水以恒定的流量从上口(1)注入内壁纵剖面曲线为上直线和下拟抛物线的结晶器铜管(2)的内腔,受到结晶器铜管(2)的强烈冷却而形成坯壳(4),连铸机以恒定的拉坯速度把铸坯(4)从结晶器中拉出。稳定操作时结晶器中钢水液面的位置保持不变,结晶器铜管(2)的内腔形状的变化率恰好能够完全补偿坯壳的收缩率,在坯壳(4)和结晶器铜管(2)间既不因铜管锥度不足而出现气隙,也不因锥度过大而产生挤压力。
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CN 200520008088 CN2841197Y (zh) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | 双w型高拉速结晶器铜管 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112743052A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-04 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种用于解决铸坯窄面裂纹的板坯结晶器和控制方法 |
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2005
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