改進的用于連續澆鑄鋼板坯的接觸式結晶器制造技術

一種改進的用于連續澆鑄鋼板坯的結晶器，該鋼板坯的厚度在５０ｍｍ至１２０ｍｍ之間，尤其適宜于輥壓成薄帶鋼，該結晶器有兩個寬面（Ｆ），每個寬面（Ｆ）的水平截面有彼此對稱的凹形或者直線形的中心區域，并通過相對于結晶器內部凹凸的寬彎曲部分使寬面（Ｆ）的兩側連接到窄面（ｆ），除了可能有的中心直線段，沒有其它的部分與另一寬面（Ｆ）的相對部分平行。凹形部分的半徑（ｒ１）和凸形部分的半徑（ｒ２）之間的相互比值在０．６至１．４之間，該凹形部分半徑和凸形部分半徑優選是在結晶器的各個水平截面上是相同的。并向下遞增，而凹形面的深度（ａ）向下是遞減的，可以在標高（ｙｂｃ）處至出口截面之間為常數，但優選是沿結晶器的整個長度連續遞減，而在出口區域的剩余深度≤５ｍｍ。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種改進的用于連續澆鑄鋼板坯的結晶器，該結晶器有良好的接觸特性，該鋼板坯的厚度在50mm至120mm之間，特別適宜于輥壓成小厚度值、即，厚度甚至小于1mm的帶鋼。德國專利No.887990披露了一種用于連續澆鑄金屬板坯的水冷結晶器，該結晶器的上部進口區基本為中間擴大的漏斗形，在浸入式澆鑄口內，沿著結晶器向下逐漸收縮，并最好在實際出口前使其寬度達到與將要從結晶器中出來的板坯的厚度相等的值。后續的歐洲專利No.0149734的目的是避免在靠近窄面的區域發生凝固，其中較寬的壁面收斂，導致結晶器朝著較窄的壁面收縮，成為有角度配置壁面的漏斗形，也會導致澆鑄流體堵塞(盡管沒有實際試驗支持)。該問題這樣解決，在漏斗形澆鑄區的壁面上，較大的壁面平展延伸并彼此平行。不過，這種結晶器很可能在平行壁面區域產生渦流問題，即沒有由于從浸入式澆鑄口朝上的熔融金屬液流而導致的所希望的回流排出，該平行壁面在中心凹形面的側面。這將對最終產品的表面質量產生負面影響，特別是影響超薄輥壓產品，因為鋼中混入了粉末。由DE-A-4031691可知一種用于薄板坯的結晶器，該結晶器有中心凹陷或者凹形的兩相對成型板，該板的第一部分是從結晶器的進口區域開始，且基本垂直，直到大約一半高度處，然后在結晶器出口的末端區域的彎曲外形根據薄板坯的厚度而減小，該彎曲外形有內部的或者內弧形的板的曲率半徑，該內部的或者內弧形的板的曲率半徑等于外部的或者外弧形的板的曲率半徑。帶有有著這些形狀特征的板的結晶器不能解決這一問題，即澆鑄品可能在曲線突然變化的截面處從壁面上分離，盡管相對于以前的結晶器，它具有了某些優點，特別是就均勻冷卻而言。這種情況下會造成縱向中斷，這不僅意味著不均勻冷卻，而且相應在內弧線和外弧線處產生壓縮和拉伸的局部機械應力，并可能在主要應力區的表面產生裂紋或者斷口，直到產生所謂的“金屬沖擊”。為了避免出現這些問題，本申請人的意大利專利No1265065改進了結晶器的縱向外形，這樣，兩成型板的垂直截面包括一定數目的曲線，這些曲線彼此相連，并且曲率半徑朝上是遞增的，直到接近一限定值，并在進口處有垂直切線。彎液面處的渦流這一未解決的問題在本申請人的專利申請MI96A002336中得到了進一步的處理，該申請提供了優選參數，該參數是在高澆鑄流量條件下，以比值的形式表示的，該比值是包括浸入式澆鑄口和結晶器的寬面之間的面積與同一截面的剩余部分面積之比，該剩余部分面積也就是浸入式澆鑄口和較小的壁面之間的面積，相應的參數限定了所述面積，因此，該申請試著以這種方式提高彎液面的工作特性，而不改變板的水平截面外形。由EP-A-0658387和DE-C-4403045可知其它用于連續澆鑄的結晶器，EP-A-0658387中的結晶器有圓弧形的寬面，在橫截面上是凸形的，而DE-C-4403045中的結晶器是恒定凹陷的，但是它們都沒有達到與板坯表面的最佳接觸。在日本專利申請公開No51-112730中也是這樣，該專利提供了一種有相對寬面的結晶器，該相對寬面是彎曲的，相應呈凹陷或者凸出的外形，并相對于兩正交中軸線對稱并且在其末端與直線外形部分相連。因此，本專利技術的目的是提供一種結晶器，該結晶器在板坯的收縮過程中能與板坯表面在各水平和垂直截面上的點連續接觸。這樣可以獲得均勻的冷卻效果，使得沿相同截面的整個外形的表面厚度均勻并根據不同截面的高度使其厚度連續變化，以便獲得避免收縮和不規則應力的理想條件，該不規則應力不可避免的導致板坯表面產生縱向裂紋。而且，希望在彎液面平面處降低在結晶器側面的朝上的鋼鐵液流的流量，以便在這些區域有非常少的產物。這是通過結晶器的特殊凹形得到的，該結晶器使其寬面有限定的錐形，并通過寬的凹凸彎曲部分(因此，不僅僅是象上述日本專利那樣只有凹形或者只有凸形)使窄面與凹形面的中心直線形區域相連。本專利技術的結晶器的普通特征如權利要求1所述，參考本專利技術的優選實施例，該結晶器的限制特征如從屬權利要求所述。通過下面對一個優選實施例的詳細說明，能夠更好的理解本專利技術的改進結晶器的這些及其它的目的、優點和特征，該優選實施例是參考附圖而給出的非限定實例，其中附圖說明圖1是本專利技術的結晶器的示意透視圖；圖2a和圖2b所示為沿經過圖1中的中軸線X-X的垂直平面縱剖的垂直剖面示意圖，在第一實施例中，就凹形面深度的趨勢而言，該垂直截面限定了兩結晶器的板的外拱線，兩個結晶器有不同的外形，有著與專利1265065一樣的多個相鄰半徑和分別有一個直線形的外形部分。圖3a和圖3b所示為優選實施例的與圖2a和圖2b類似的視圖，該優選實施例的凹形面深度具有持續向下遞減的趨勢。圖4所示為在板水平外形的第一實施例中，圖1的結晶器板的頂面示意圖，該頂面與圖2和圖3所示型面垂直；圖5所示為在板水平外形的另一實施例中的一個結晶器板的頂面示意圖，其幾何形狀表示得更詳細。參考附圖，本專利技術的結晶器包括兩個相對的銅制板，該板有內表面，除了中心凹形面的不同深度a外，該內表面也可以有其它的垂直變化趨勢，如圖2a，2b和圖3a，3b所示實例。所述板，特別是它們的有效內表面或者“寬面”F，是水冷的，并且其側面通過兩個“窄面”f，也就是所謂肩部，封閉起來，這兩個“窄面”的位置決定了板坯的寬度。由圖4可知，根據本專利技術，寬面F包括一折合長度為2t1的中心部分Ce，該中心部分Ce是直線形或者曲線形，更確切的說相對于結晶器內部是凹陷的，該凹陷可以認為是由半徑rc≥10m，中心在橫向中軸線X-X上Oc處而產生的。當rc＝∞時，Ce趨近于直線，其長度相當于t1，在圖4中以連續線畫出，當rc有限定值時，Ce將多少有點彎曲的趨勢，如圖5所示或者圖4中點劃線所示。在所有情況下，在每個結晶器截面中，rc是常數，中心Oc是固定的，而Ce的位置與對面板的Ce的位置相對于垂直平面對稱，該垂直平面經過與X-X線并與中軸線Z-Z垂直。還是參考圖4，各Ce段通過寬的凹凸彎曲部分與兩側的窄面f相連，該Ce相對于中心平面X-X對稱，就結晶器內部而言，它的中心部分Ce只有是直線時，即rc＝∞時才可能有平行段。在結晶器的任意水平截面上，從Ce開始，首先看到的是凹形的弧線，該凹形與Ce相連，該弧線的中心O1位于直線X1上，該直線X1與軸線X-X所成角度α≥0°。該凹形弧線延續到離橫向中心軸X-X的距離為t2處，換句話說延續到拐點β，在該拐點β處，曲線變成凸形，該凸形與O1相對的彎曲中心O2在直線X2上，該直線X2與軸線X-X所成角度γ≥0°。彎曲中心O1和O2在同一平面上，r1和r2的相互比例在0.6至1.4之間。優選是它們之間比例為1，在結晶器的每個水平截面上，即沿圖1中y軸所示的任意水平截面上，兩個半徑都相等r1＝r2＝r。這時，α和γ相等。在任何情況下，r1和r2的值在沿y軸標高向下增加時是遞增的。特別是，根據圖4所示的本專利技術優選實施例(考慮板的水平截面的外形)，其中r1＝r2＝r，凹形部分和凸形部分之間的拐點β在窄面f的起始端和中心部分Ce末端之間的一半距離處，測量值為b，該中心部分從中軸線X-X處向兩側其兩側延伸的距離為t1(當rc＝∞時，中心部分Ce的長度測量值為2t1)。因此，這時b＝t2-t1，其中t1是從橫向中軸線X-X到拐點β的距離。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于連續澆鑄鋼板坯的結晶器，該鋼板坯的厚度在５０ｍｍ至１２０ｍｍ之間，尤其適宜于輥壓成薄帶鋼，該結晶器包括兩對板，該板內部限定了兩個窄面（ｆ），該窄面從側面封住兩個相對的寬面（Ｆ），每個寬面（Ｆ）的外形在水平截面相對于中軸線（Ｘ－Ｘ）對稱，在垂直外截面上，該寬面外形與所述窄面（ｆ）的相對應，該窄面在離所述軸線（Ｘ－Ｘ）的距離為（ｔ３）處，該寬面，對相應的內弧形或外弧形板面，或者彎曲或者成直線，并且該寬面的中心凹形面的深度（ａ）在至少從上部進口開始的給定長度變化，（ａ）等于（Ｘｃ－Ｘｂ），其中（Ｘｂ）和（Ｘｃ）分別是從垂直軸線（ｙ）到凹形面中心最靠內處外形線的距離和到離軸線（Ｘ－Ｘ）距離為（ｔ３）的側邊外形線的距離，該垂直軸線（ｙ）與相應板的外壁重合，其特征在于：所述凹形面包括在水平截面有長度（２ｔ１）的中心段（Ｃｅ），該中心段既相對于軸線（Ｘ－Ｘ）對稱，也相對于中軸線（Ｚ－Ｚ）對稱，該中軸線（Ｚ－Ｚ）在兩寬面（Ｆ）之間，在中心段（Ｃｅ）的兩側通過寬的凹凸彎曲部分連接到所述窄面（ｆ），該寬的凹凸彎曲部分有連續變化的半徑而沒有其它的平行部分，所述彎曲部分也相對于所述軸線（Ｘ－Ｘ）和（Ｚ－Ｚ）對稱，在結晶器的各個水平截面上，凹形部分的半徑（ｒ１）和凸形部分的半徑（ｒ２）彼此之間的比值在０．６至１．４之間，其中，半徑值向下朝著結晶器出口的方向遞增，而凹形面的深度（ａ＝Ｘｃ－Ｘｂ）向下遞減。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：喬維尼阿維迪，瑪麗恩卡多納佐，盧恰諾馬尼尼，安德列亞比安基，安吉洛維斯格里，
申請(專利權)人：喬維尼阿維迪，
類型：發明
國別省市：IT[意大利]