管式連鑄結(jié)晶器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種用于方坯連鑄的管式連鑄結(jié)晶器，結(jié)晶器的位于上方第二組及其以下的噴嘴（７ａ）均向下傾斜設(shè)置；銅管（１）內(nèi)腔上部各面具有對稱于中線向角部平滑過渡的圓弧外凸起，下部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的圓弧內(nèi)凸起，內(nèi)腔沿軸線向下斷面逐漸減小平滑過渡；內(nèi)腔頂端（１６）至１＝５０－１５０ｍｍ范圍內(nèi)中線處具有０－０．５％／ｍ的統(tǒng)一錐度，以下中線處錐度最大沿軸線向下連續(xù)變化逐漸減小。與現(xiàn)有技術(shù)相比可有效地提高拉坯速度，改善鑄坯質(zhì)量。（*該技術(shù)在2006年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種管式連鑄結(jié)晶器，屬于金屬方坯連鑄結(jié)晶器。中國專利CN92222292.4公開了一種噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器，主要由銅管、水箱、噴嘴和上、下法蘭構(gòu)成。水箱套裝在銅管外面，兩者均由上、下法蘭固定，水箱內(nèi)筒上安裝有其軸線垂直于結(jié)晶器軸線的噴嘴。高壓水由進(jìn)水口進(jìn)入水箱，經(jīng)噴嘴噴向銅管外壁，由出水口排出。與通水冷卻相比，提高了銅管的傳熱效率。但噴嘴軸線垂直于結(jié)晶器軸線的布置方式難以徹底消除銅管外表面產(chǎn)生的水蒸氣膜，使銅管散熱能力降低。另外，該結(jié)晶器與目前大部分方坯連鑄結(jié)晶器，均采用其內(nèi)腔各面為平面的單一錐度的銅管，面部為平面無法補(bǔ)償四個(gè)角部在鋼水凝固收縮時(shí)產(chǎn)生的氣隙，造成銅管角部導(dǎo)熱能力下降，影響拉坯速度。單錐度與鋼水凝固特性不符，造成澆鑄時(shí)銅管內(nèi)腔變形，嚴(yán)重影響鑄坯質(zhì)量，產(chǎn)生諸如菱變、軸向角裂等缺陷。美國專利US5460220公開了一種用于鑄造薄板坯的結(jié)晶器，其銅管內(nèi)腔寬面呈圓弧形向外凸起狀，從鋼水入口至鑄坯出口凸度逐漸減小，其專利技術(shù)目的是便于浸入式水口的插入，同時(shí)也具有補(bǔ)償鋼水凝固產(chǎn)生的角部收縮的能力。本技術(shù)的目的是提供一種可提高冷卻效率、增加鑄坯凝殼厚度、降低拉坯阻力的噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器，以提高拉坯速度，改善鑄坯質(zhì)量。本技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。位于上方第二組及其以下的噴嘴均向下傾斜設(shè)置，其軸線與水平面的夾角α＝10°-45°；銅管內(nèi)腔上部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的半徑為Ri的圓弧外凸起，外凸起高度Hi沿軸線向下逐漸減小至零，下部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的半徑為Rj的圓弧內(nèi)凸起，內(nèi)凸起高度Hj沿軸線向下由零逐漸加大，內(nèi)腔沿軸線向下斷面逐漸減小平滑過渡，頂端外凸起高度Hi大于底部內(nèi)凸起高度Hj；銅管內(nèi)腔頂端至1＝50-150mm范圍內(nèi)中線處具有0-0.5％/m的統(tǒng)一錐度，而后中線處錐度最大沿軸線向下連續(xù)變化逐漸減小。銅管內(nèi)腔的半徑為Ri的圓弧外凸起與銅管直邊相交的兩點(diǎn)之間的距離L為直線邊長的60％-90％，圓弧外凸起采用半徑為ri的圓弧向角部過渡ri＝(1.5-3)Ri，半徑為Rj的圓弧內(nèi)凸起與角部圓弧外切，頂端外凸起高度Hi＝1-5mm，底部內(nèi)凸起高度Hj＝0.5-2mm。銅管內(nèi)腔距頂端1＝50-150mm的中線處錐度為10％/m-40％/m，沿軸線向下按拋物線變化逐漸減小，底部中線處錐度為0.2％/m-0.8％/m。下法蘭下面安裝有一其上開有進(jìn)水孔、與下法蘭和/或銅管下端面之間構(gòu)成水流通道的水冷法蘭，水冷法蘭處于銅管下方的管狀部分內(nèi)表面為鋸齒狀，其各面部與銅管軸線成θ＝0-15°夾角向下擴(kuò)張，面部與鑄坯之間的最小間隙δ＝2-5mm。噴嘴向下傾斜布置，使噴出的冷卻水斜刺向銅管外表面，消除銅管外表面產(chǎn)生的水蒸氣膜，提高銅管傳熱效率。噴嘴傾斜安裝使水的噴射距離相對加長，可減小水箱內(nèi)套與銅管之間的距離，結(jié)晶器結(jié)構(gòu)緊湊。銅管內(nèi)腔上部沿鑄坯前進(jìn)方向高度逐漸下降的外凸起，使鑄坯在下移過程中，面部受到向內(nèi)的壓力，以補(bǔ)償鋼水凝固收縮時(shí)產(chǎn)生的角部氣隙，確保銅管散熱均勻。下部沿鑄坯前進(jìn)方向高度逐漸加大的內(nèi)凸起，使角部產(chǎn)生間隙，將銅管對鑄坯的支承力主要作用于面部，以降低角部磨擦。銅管內(nèi)腔頂端50-150mm以下，也即彎月面以下，中線處錐度沿軸線向下連續(xù)變化逐漸減小，使其斷面收縮與鋼水凝固收縮規(guī)律相符合，可避免鑄坯產(chǎn)生菱變、軸向角裂等缺陷。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是冷卻效率高、鑄坯凝殼厚度增加，拉坯阻力低，有效地提高了拉坯速度，鑄坯質(zhì)量得到明顯改善，而且結(jié)構(gòu)緊湊。以下結(jié)合附圖介紹本技術(shù)的實(shí)施例。附圖說明圖1為本技術(shù)管式連鑄結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。如圖1、圖2所示，本技術(shù)管式連鑄結(jié)晶器主要由銅管1、上法蘭2、水箱3、進(jìn)水口4、出水口5、下法蘭6、噴嘴7和水冷法蘭8組成。水箱3主要由外筒14和內(nèi)筒15構(gòu)成，套裝在銅管1外面，由上法蘭2和下法蘭6將銅管1和水箱3固定。水箱3內(nèi)筒15上相對于銅管1的每個(gè)面部沿銅管1軸線方向各安裝有10個(gè)噴嘴7，位于上方第一組的噴嘴7b水平設(shè)置，軸線垂直于銅管1軸線，位于上方第二組及其以下的噴嘴7a均向下傾斜設(shè)置，軸線與水平面成α＝40°的夾角。進(jìn)水口4設(shè)置在水箱3的外筒14上，出水口5穿過外筒14設(shè)置在內(nèi)筒15的下端。銅管1內(nèi)腔上部各面部具有對稱于中線半徑為Ri的圓弧外凸起，外凸起高度Hi沿軸線向下逐漸減小至零，外凸起與銅管1直邊相交的兩點(diǎn)之間的距離L為直線邊長的80％，圓弧外凸起采用半徑為ri的圓弧向銅管1角部平滑過渡，ri＝2Ri；下部各面部具有對稱于中線的半徑為Rj的圓弧內(nèi)凸起，內(nèi)凸起高度Hj沿軸線向下由零逐漸加大，圓弧內(nèi)凸起與角部圓弧外切，內(nèi)腔沿軸線向下斷面逐漸減小平滑過渡；頂端16外凸起高度Hi＝3mm，底部10內(nèi)凸起高度Hj＝1mm。銅管1內(nèi)腔頂端16至1＝100mm的范圍內(nèi)中線處具有0.3％/m的統(tǒng)一錐度，而后中線處錐度最大為30％/m，并沿銅管1軸線向下按拋物線變化逐漸減小，底部10中線處錐度為0.5％/m。下法蘭6下面安裝有一其上開有進(jìn)水孔13、與下法蘭6和銅管1下端面之間構(gòu)成水流通道12的水冷法蘭8，水冷法蘭8處于銅管1下方的管狀部分9其內(nèi)表面為鋸齒狀，各面部與銅管1軸線成θ＝5°夾角向下擴(kuò)張，面部與鑄坯11之間的最小間隙δ＝3mm。水冷法蘭8其管狀部分9的鋸齒形內(nèi)表面，可使高壓水形成環(huán)流，對鑄坯直接進(jìn)行水幕冷卻，進(jìn)一步增加凝殼厚度。工作時(shí)，高壓冷卻水由進(jìn)水口4進(jìn)入水箱3，經(jīng)其內(nèi)筒15上的噴嘴7噴向銅管1外壁，之后在大氣壓力下自然下落經(jīng)出水口5排出。鋼水由結(jié)晶器上端進(jìn)入銅管1，其彎月面保持在距銅管1頂端16為50-100mm的位置。銅管1內(nèi)腔形狀由上至下的合理改變，使位于銅管1上部的鑄坯11在下移過程中，面部受到向內(nèi)的壓力，補(bǔ)償鋼水凝固收縮過程中產(chǎn)生的角部氣隙，而出口處銅管1對鑄坯11的支承力主要作用在面部，降低了角部磨擦。在結(jié)晶器內(nèi)噴淋冷卻的同時(shí)，高壓冷卻水由水冷法蘭8的進(jìn)水孔13輸入，經(jīng)水流通道12，在管狀部分9形成環(huán)流對鑄坯1直接進(jìn)行水幕冷卻。本技術(shù)噴淋冷卻管式連鑄結(jié)晶器，即可用作立式方坯連鑄結(jié)晶器，也可用作弧形方坯連鑄結(jié)晶器。權(quán)利要求1.一種管式連鑄結(jié)晶器，具有銅管、上法蘭、水箱、進(jìn)水口、出水口和下法蘭，水箱主要由外筒和內(nèi)筒構(gòu)成，套裝在銅管外面，由上法蘭、下法蘭將其與銅管固定，噴嘴相對于銅管的四個(gè)面部和/或四個(gè)角部布置，安裝在水箱內(nèi)筒上，進(jìn)水口設(shè)置在水箱的外筒上，出水口設(shè)置在內(nèi)筒下端，其特征在于位于上方第二組及其以下的噴嘴(7a)均向下傾斜設(shè)置，其軸線與水平面的夾角α＝10°-45°；銅管(1)內(nèi)腔上部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的半徑為Ri的圓弧外凸起，外凸起高度Hi沿軸線向下逐漸減小至零，下部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的半徑為Rj的圓弧內(nèi)凸起，內(nèi)凸起高度Hj沿軸線向下由零逐漸加大，內(nèi)腔沿軸線向下斷面逐漸減小平滑過渡，頂端(16)外凸起高度Hi大于底部(10)內(nèi)凸起高度Hj；銅管(1)內(nèi)腔頂端(16)至1＝50-150mm范圍內(nèi)中線處具有0-0.5％/m的統(tǒng)一錐度，而后中線處錐度最大沿軸線向下連續(xù)變化逐漸減小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器，其本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種管式連鑄結(jié)晶器，具有銅管、上法蘭、水箱、進(jìn)水口、出水口和下法蘭，水箱主要由外筒和內(nèi)筒構(gòu)成，套裝在銅管外面，由上法蘭、下法蘭將其與銅管固定，噴嘴相對于銅管的四個(gè)面部和／或四個(gè)角部布置，安裝在水箱內(nèi)筒上，進(jìn)水口設(shè)置在水箱的外筒上，出水口設(shè)置在內(nèi)筒下端，其特征在于：位于上方第二組及其以下的噴嘴（７ａ）均向下傾斜設(shè)置，其軸線與水平面的夾角α＝１０°－４５°；銅管（１）內(nèi)腔上部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的半徑為Ｒ↓［ｉ］的圓弧外凸起，外凸起高度Ｈ↓［ｉ］沿軸線向下逐漸減小至零，下部各面部具有對稱于中線向角部平滑過渡的半徑為Ｒ↓［ｊ］的圓弧內(nèi)凸起，內(nèi)凸起高度Ｈ↓［ｊ］沿軸線向下由零逐漸加大，內(nèi)腔沿軸線向下斷面逐漸減小平滑過渡，頂端（１６）外凸起高度Ｈ↓［ｉ］大于底部（１０）內(nèi)凸起高度Ｈ↓［ｊ］；銅管（１）內(nèi)腔頂端（１６）至１＝５０－１５０ｍｍ范圍內(nèi)中線處具有０－０．５％／ｍ的統(tǒng)一錐度，而后中線處錐度最大沿軸線向下連續(xù)變化逐漸減小。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陶金明，琚國青，張如斌，曹羚，馬忠光，楊翎媛，
申請(專利權(quán))人：冶金工業(yè)部北京冶金設(shè)備研究院，
類型：實(shí)用新型
國別省市：11[中國|北京]