一種圓弧形窄面銅板結晶器制造技術

本發明專利技術涉及冶金金屬凝固與連鑄成型領域，特別涉及一種圓弧形窄面銅板結晶器，所述結晶器包括兩個一端開有半圓形光滑弧面的窄面銅板(1)和兩個平板形寬面銅板(2)，兩個所述窄面銅板(1)的半圓形光滑弧面相對，兩個寬面銅板(2)相對，所述窄面銅板(1)與寬面銅板(2)組裝形成長方體結構；所述窄面銅板(1)與所述寬面銅板(2)之間為相切式光滑連接，兩個所述寬面銅板(2)之間的距離與所述窄面銅板(1)半圓形槽的直徑相等。本發明專利技術所產生的有益效果為：消除結晶器窄面與寬面銅板的接角，均勻連鑄凝固坯殼斷面四角端部的熱應力；優化結晶器的銅板錐度，降低凝固坯殼與銅板間的氣隙。

Circular arc narrow area copper plate crystallizer

The present invention relates to metal solidification and continuous casting forming technology, in particular to a circular arc narrow face copper crystallizer, the crystallizer comprises two end is provided with a semicircular arc smooth narrow face copper plate (1) and two flat wide face copper plate (2), two (the narrow face copper plate 1) the semi circular smooth arc, two wide face copper plate (2) relative to the narrow face copper plate (1) and the wide face copper plate (2) assembled to form a cuboid structure; the narrow face copper plate (1) and the wide face copper plate (2) is a smooth connection between tangent type. Two of the wide face copper plate (2) and the distance between the narrow face copper plate (1) is equal to the diameter of the semicircle groove. The invention has the beneficial effect is: to eliminate the narrow face and wide plate angle, uniform continuous casting billet shell section four corner thermal stress; optimization of mold taper copper, reduce the gap between the solidified shell and copper.

【技術實現步驟摘要】
一種圓弧形窄面銅板結晶器
本專利技術涉及冶金金屬凝固與連鑄成型
，尤其涉及一種圓弧形窄面銅板結晶器。
技術介紹
隨著連鑄技術的不斷進步，包括一些高合金、高品質、高裂紋敏感性鋼種在內的可澆鑄鋼種與可澆筑斷面不斷擴大，極大的促進了冶金工業技術的發展。近年來大板坯連鑄機的鑄坯厚度已經達到250～600mm厚度，大矩形坯厚度更是達到500mm。由于結晶器窄、寬面接角處熱應力集中，連鑄坯角部的冷卻熱應力集中，鑄坯斷面的增大帶來的不利影響是：彎曲、矯直過程中的應力集中導致鑄坯角部裂紋的增加。目前的解決方法為：1)中國技術專利ZL02214026.3，專利技術創造名稱：板坯連鑄結晶器窄邊銅板提供了一種帶側面倒角的結晶器窄面銅板，其工作面兩邊制造有6～10mm×45°的等腰三角形；2)中國技術專利號ZL200720089029.7，專利技術創造名稱：一種板坯結晶器提供了一種板坯結晶器內腔矩形截面的四個角為過渡曲面，窄面銅板與寬面銅板的接觸面和曲面交界處圓弧倒角圓弧倒角半徑為2～10mm，其倒角的曲線形狀和尺寸大小都是不變的；3)申請號201110232530.5的專利技術專利，名稱：一種具有漏斗形曲面形狀的帶倒角結晶器窄邊銅板提供了一種結晶器，其窄邊銅板與鋼水接觸的工作面包括中間區域和兩側的兩個倒角區域，其中銅板的上部為夾角40°～75°的直邊倒角，銅板下部為圓弧倒角，所述工作面為上大下小的漏斗形曲面。由此可以看出，傳統連鑄用結晶器除了采用上大下小的錐度，就是采用帶有一定倒角，其中倒角面的形式有平面和各種各樣的曲面，雖也有考慮到倒角斜面的錐度，即窄面的錐度，但未曾完成或者徹底解決倒角處冷卻熱應力的集中，并不能進一步降低或消除結晶器倒角面的凝固收縮應用，勢必會導致倒角面上冷卻效果差，并進一步導致結晶器內的鑄坯會產生裂紋。針對上述技術中存在的缺陷和不足，本專利技術提出了一種圓弧形窄面銅板結晶器，通過將寬面銅板間距設計為窄面銅板圓弧直徑長度，有效降低結晶器角部的熱應力集中，增強了倒角面處凝固坯殼的凝固均勻性。
技術實現思路
鑒于上述的分析，本專利技術旨在提供一種圓弧形窄面銅板結晶器，通過將寬面銅板間距設計為窄面銅板圓弧直徑長度，有效降低結晶器角部的熱應力集中，增強了倒角面處凝固坯殼的凝固均勻性，降低或消除了鑄坯邊角部裂紋缺陷，提高了寬、窄面銅板的使用壽命。本專利技術的目的主要是通過以下技術方案實現的：一種圓弧形窄面銅板結晶器，所述結晶器包括兩個一端開有光滑半圓形弧面的窄面銅板1和兩個平板形寬面銅板2，兩個所述窄面銅板1的半圓形光滑弧面相對，兩個寬面銅板2相對，所述窄面銅板1與寬面銅板2組裝形成帶有腔體的長方體結構；所述窄面銅板1與所述寬面銅板2之間為相切式光滑連接，兩個所述寬面銅板2之間的距離與所述窄面銅板1半圓形槽的直徑相等。將窄面銅板1設計為一端開有光滑半圓形弧面結構，能夠達到或消除具有窄、寬接角的原有結晶器因應力集中產生的角部、對角及表面處裂紋；將窄面銅板與寬面銅板設計為相切式光滑連接，能夠消除結晶器窄面銅板與寬面銅板的接角，均勻原連鑄凝固坯殼端面四角的熱應力，消除熱應力集中。進一步的，所述結晶器銅板的錐度范圍為0.00～1.00％/m。結晶器銅板的錐度由結晶器窄面銅板與寬面銅板成倒錐形的非平行對稱實現，具有錐度的寬面銅板與窄面銅板一起形成結晶器的錐度，此種錐度與現有結晶器窄面銅板非平行對稱分布、寬面銅板平行對稱分布的方式相比，不僅可以降低窄面銅板因錐度大引起的磨損嚴重等問題，而且可以降低寬面銅板與鑄坯坯殼間的氣隙。進一步的，所述錐度滿足公式式中：—結晶器的錐度；ξ—結晶器的上、下緣端面面積之比；L—結晶器上下緣間的垂直長度，單位是m。進一步的，所述窄面銅板距結晶器上緣li垂直距離的端面的圓弧直徑根據結晶器錐度可分為恒定值與非恒定值，所述窄面銅板的端面的圓弧直徑為恒定值時，結晶器錐度等于0，所述窄面銅板的端面的圓弧直徑為非恒定值時，結晶器錐度不等于0，對于非恒定值的窄面銅板的端面的圓弧直徑，距窄面銅板上緣垂直距離li處的圓弧直徑可由下式得到：式中：Li—距結晶器上緣li垂直距離的窄面銅板的端面的圓弧直徑，單位為mm；L1—結晶器窄面銅板上緣端面的圓弧的直徑，單位為mm；L2—結晶器窄面銅板下緣端面的圓弧的直徑，單位為mm；L—結晶器上下緣端面間的垂直長度，單位為m；li—距離窄面銅板上緣垂直距離li處，單位mm。窄面銅板的斷面的圓弧直徑為窄面截面寬度，結晶器上緣為結晶器入口端，結晶器下緣為結晶器出口端。距離窄面銅板上緣垂直距離li處半圓形弧面的圓弧直徑是以距離寬面銅板上緣垂直距離為li處兩寬面銅板的垂直間距，圓弧弧線長度為以該間距為直徑的圓的周長的一半，窄面銅板圓弧兩端與寬面銅板為相切式的光滑連接。進一步的，所述窄面銅板與寬面銅板的組合方式為組合式或一體式。組合式是指根據連鑄坯斷面尺寸的需要，將兩塊窄面銅板與兩塊寬面銅板拼成與連鑄體斷面尺寸相符的腔體斷面，形成組合式結晶器；而一體式是指直接將兩塊窄面銅板與兩塊寬面銅板一起加工，相當于一個長方體中掏出一個圓弧形長方體后形成一個結晶器腔體。組合式結晶器能夠根據連鑄坯的需要進行尺寸的更換，能夠滿足不同斷面尺寸連鑄坯的要求，有利于提高組合式結晶器的使用效率；一體式結晶器雖然不能更改斷面尺寸，但是能夠用于某一斷面尺寸連鑄體，提高了制備過程中的效率。進一步的，所述組合式分為定斷面尺寸和可調斷面尺寸。定斷面尺寸是指窄面銅板的斷面寬度為定值，同時兩窄面銅板之間長度不可調；可調斷面尺寸是指窄面銅板能夠沿著寬面銅板的長度方向移動，形成一個窄面銅板斷面寬度為定值，而兩窄面銅板之間長度可調的結晶器。進一步的，所述窄面銅板與寬面銅板選用的材質為銅基耐磨材料，所述窄面銅板與寬面銅板的工作層敷有鍍層，所述鍍層的材質是CoNi合金，所述鍍層的厚度大于0.03mm。上述銅基耐磨材料包括納米銅、Cu-Cr-Zr及Cu-Ag合金等，銅基耐磨材料具有良好的導熱性與耐磨性，主要作用是增強銅板的抗磨性，提高銅板壽命；在窄面銅板與寬面銅板的工作層敷有鍍層，鍍層起到抗磨減磨，提高結晶器銅板的使用壽命的作用。進一步的，所述窄面銅板與寬面銅板組成的結晶器適用于直結晶器或弧形結晶器。進一步的，所述結晶器適用于厚度為10～600mm的連鑄板坯。本專利技術有益效果如下：(1)本專利技術一種圓弧形窄面銅板結晶器能夠有效消除結晶器窄面與寬面銅板的接角，均勻連鑄凝固坯殼斷面四角端部的熱應力；(2)本專利技術一種圓弧形窄面銅板結晶器能夠優化結晶器的銅板錐度，降低凝固坯殼與銅板間的氣隙；(3)本專利技術一種圓弧形窄面銅板結晶器能夠降低或消除結晶器倒角面的凝固收縮應用，進而降低結晶器內的鑄坯產生裂紋，并可以有效降低單一錐度結晶器的銅板磨損。附圖說明圖1為一種圓弧形窄面銅板結晶器時的整體結構示意圖；圖2為一種圓弧形窄面銅板結晶器時的整體俯視圖；圖3為一種圓弧形窄面銅板結晶器時窄面銅板結構示意圖；圖4為一種圓弧形窄面銅板結晶器時窄面銅板的俯視圖；圖5為一種圓弧形窄面銅板結晶器時窄面銅板的剖面圖；圖6為一種圓弧形窄面銅板結晶器時窄面銅板的左視圖；圖7為一種圓弧形窄面銅板結晶器時窄面銅板剖面的正視圖；圖8為一種圓弧形窄面銅板結晶器的一體式式整體結構示意圖；圖9為一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圓弧形窄面銅板結晶器，其特征在于，所述結晶器包括兩個一端開有光滑半圓形弧面的窄面銅板(1)和兩個平板形寬面銅板(2)，兩個所述窄面銅板(1)的半圓形光滑弧面相對，兩個寬面銅板(2)相對，所述窄面銅板(1)與寬面銅板(2)組裝形成帶有腔體的長方體結構；所述窄面銅板(1)與所述寬面銅板(2)之間為相切式光滑連接，兩個所述寬面銅板(2)之間的距離與所述窄面銅板(1)半圓形槽的直徑相等。

【技術特征摘要】
1.一種圓弧形窄面銅板結晶器，其特征在于，所述結晶器包括兩個一端開有光滑半圓形弧面的窄面銅板(1)和兩個平板形寬面銅板(2)，兩個所述窄面銅板(1)的半圓形光滑弧面相對，兩個寬面銅板(2)相對，所述窄面銅板(1)與寬面銅板(2)組裝形成帶有腔體的長方體結構；所述窄面銅板(1)與所述寬面銅板(2)之間為相切式光滑連接，兩個所述寬面銅板(2)之間的距離與所述窄面銅板(1)半圓形槽的直徑相等。2.根據權利要求1所述的一種圓弧形窄面銅板結晶器，其特征在于，所述結晶器銅板的錐度范圍為0.00～1.00％/m。3.根據權利要求2所述的一種圓弧形窄面銅板結晶器，其特征在于，所述錐度滿足公式式中：▽—結晶器的錐度；ξ—結晶器的上、下緣端面面積之比；L—結晶器上下緣間的垂直長度，單位是m。4.根據權利要求3所述的一種圓弧形窄面銅板結晶器，其特征在于，所述窄面銅板距結晶器上緣li垂直距離的端面的圓弧直徑根據結晶器錐度可分為恒定值與非恒定值，所述窄面銅板的端面的圓弧直徑為恒定值時，結晶器錐度等于0，所述窄面銅板的端面的圓弧直徑為非恒定值時，結晶器錐度不等于0，對于非恒定值的窄面銅板的端面的圓弧直徑，距窄面銅板上緣垂直距離li處的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王杰，楊利彬，郭俊祥，張昌泉，董睿，林騰昌，汪成義，
申請(專利權)人：鋼鐵研究總院，
類型：發明
國別省市：北京,11