液冷板式結(jié)晶器制造技術(shù)

一種用于連鑄金屬且尤其是鋼材的液冷板式結(jié)晶器，它包括導熱性能優(yōu)良的結(jié)晶器銅板或結(jié)晶器銅合金板１，所述結(jié)晶器板借助固定螺栓分別與一個水箱或一塊支承板４相連。在每塊結(jié)晶器板１的流水側(cè)上，設(shè)置了制有螺紋５的成型部件６，它們通過釬焊層７、７’或焊接部１２而作為固定件地與結(jié)晶器板１剛性連接。（*該技術(shù)在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用于連鑄金屬且尤其是鋼材的液冷板式結(jié)晶器，它包括導熱性能優(yōu)良的由銅或銅合金制的結(jié)晶器板，所述結(jié)晶器板借助固定螺栓分別與一個水箱或一塊支承板相連。在厚度相同的結(jié)晶器板中，用焊接螺栓實現(xiàn)的結(jié)晶器板固定是眾所周知的。由于結(jié)晶器板在鑄造工作中升溫而熱膨脹，所以尤其是在短螺栓的情況下出現(xiàn)了附加的拉彎應(yīng)力，這個附加的拉彎應(yīng)力可能導致脫焊。文獻DE19716450A1描述了一種用于連鑄薄板坯的液冷式結(jié)晶器，它具有兩個相互對置的且分別由一塊銅板和一塊支承鋼板組成的寬側(cè)壁。限定出型腔的銅板借助由銅鎳鐵合金制成的金屬螺栓被可拆卸地固定在支承板上。金屬螺栓被焊接到銅板上。在這種情況下，還作為焊接添加料地使用了鎳圈。在銅板中設(shè)置了冷卻劑流道，并且在螺栓的橫截面平面內(nèi)設(shè)置了冷卻孔。上述結(jié)晶器的核心構(gòu)想就是采用了銅鎳鐵合金制的金屬螺栓。由于采用了這樣的且尤其是強烈拉制而成的金屬螺栓，在與銅板的焊接連接中獲得了顯著的強度增大同時強度波動很微小。為了把金屬螺栓固定在銅板上，適當?shù)夭捎昧吮旧硪阎穆菟ê附臃椒āＮ墨IWO95/21036描述了一種具有支承板的鋼材連鑄用結(jié)晶器組件。一塊由銅或銅合金制成的導熱性能良好的板被擰緊在支承板上，一個較薄的銅制或銅合金制覆飾層被釬焊在該板上。或者，可以不要導熱性能良好的板，而直接把覆飾層釬焊到支承板上。覆飾層在鑄坯經(jīng)過結(jié)晶器時接觸并冷卻穿行的鑄坯。在覆飾層開裂或磨損時，釬焊部位熔化而脫焊，新的一層要被釬焊到導熱板或支承板上。文獻DE19801728C1公開了一種最好是用于鑄造鋼坯的連鑄結(jié)晶器，它由彼此相連的結(jié)晶器板和水箱構(gòu)成，在水箱和結(jié)晶器板之間，借助供水流道產(chǎn)生了水冷作用。供水流道設(shè)置在面對結(jié)晶器板的水箱側(cè)上，而不是設(shè)置在結(jié)晶器板中。如此改進這種結(jié)構(gòu)類型的連鑄結(jié)晶器，即結(jié)晶器寬側(cè)壁借助拉緊螺栓與其部件即銅板和/或帶供水流道的水箱或一個沒有供水流道但有帶供水流道的連接板的水箱固定在一起。所述螺栓具有基本上成錐形的且被保持在銅板的錐形空槽內(nèi)的拉緊螺栓頭。在這種結(jié)構(gòu)中，拉緊螺栓的螺栓頭可以形成特殊錐形或者成薄板錐形，并且其有利地是由與連鑄結(jié)晶器的銅板相同的材料制成的。為了使拉緊螺栓/拉緊螺栓頭與銅板之間的導熱性能最佳化，銅板與拉緊螺栓/拉緊螺栓頭之間的表面設(shè)有導熱性能良好的金屬層且最好是銀層。當拉緊螺栓在銅板冷側(cè)上配有一個防止水通過所述表面流向熱側(cè)的密封結(jié)構(gòu)時，銅板與拉緊螺栓的連接得到進一步改善。尚未公開的專利申請P19835119.9涉及用于鑄造金屬坯的且尤其是鋼坯的連鑄機的結(jié)晶器壁，它具有一個水箱和一個通過螺栓與水箱相連的結(jié)晶器內(nèi)板。螺栓分別具有一個穿過水箱的并含有一栓頸橫截面的栓頸和一個保持在結(jié)晶器內(nèi)板中的并含有一栓頭橫截面的栓頭。為了簡化螺栓在結(jié)晶器內(nèi)板中的固定而規(guī)定了，至少其中一個螺栓的栓頭橫截面大于該螺栓的栓頸橫截面，結(jié)晶器板具有一個向著水箱縮小的且用于容放螺栓栓頭的槽。最后，DE1508902公開了一種用于連鑄高溫熔融金屬坯且尤其是鋼坯的液冷板式結(jié)晶器，其中結(jié)晶器壁通過固定螺栓與一個支架相連。還設(shè)置了圓棒，它們沿澆注方向的橫向被裝在結(jié)晶器壁的孔中并且配設(shè)有用于容放固定螺栓的螺紋孔。對于這個實施例來說，加工成本是相當高的。基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的任務(wù)是，在如權(quán)利要求1前序所述類型的液冷板式結(jié)晶器中，在溫度于澆注工作中產(chǎn)生的交變情況下，抑制或盡可能減少在銅或銅合金結(jié)晶器內(nèi)板與承栽的、支撐的或成型的銅制或鋼制支承板或水箱板之連接區(qū)域內(nèi)的問題和麻煩，并且提出一種可靠地把承受拉應(yīng)力及熱負荷的固定件固定在銅結(jié)晶器內(nèi)板上的固定方案，這種固定方案可以在工作成本和投資成本經(jīng)濟合理的條件下實施并且適用于無故障的長期服務(wù)。為了完成上述任務(wù)，本專利技術(shù)在上述類型的液冷板式連鑄結(jié)晶器中規(guī)定了，在每個結(jié)晶器板的流水側(cè)設(shè)置了制有螺紋的成型部件并且通過釬焊連接或焊接連接使所述成型部件而作為固定件地與結(jié)晶器板剛性連接。一方面，這樣的釬焊連接和/或焊接連接容易形成并且獲得了如180牛頓/平方毫米的交變疲勞強度。在這樣的連接結(jié)構(gòu)中，成型部件或固定件最好由良導體材料如CuAg、CuCrZr、CuNiBe或CuNiFe制成，這是有利的。此外，固定件通過一個剪切強度高的軟釬焊層與結(jié)晶器板相連。但是也可以采用這樣的措施，即固定件通過一個硬釬焊層與結(jié)晶器板相連，并且作為釬焊金屬地最好采用含銀或銅的硬釬焊劑。另外，固定件通過高溫釬焊與結(jié)晶器板相連也是可行的。此外，釬焊部位的加熱可以通過電子束或電流來實現(xiàn)。固定件通過電子束焊接與結(jié)晶器板相連是很有利的。此外，固定件同樣可以被安裝到一個在結(jié)晶器板背面的較淺圓形凹槽中，因此，焊接是沿結(jié)晶器板與固定件之間的分界位置而環(huán)形進行的。電子束可以垂直地或傾斜一角度地射向結(jié)晶器板表面。固定件可以配備有一個如此長的凸緣，即它如圖2所示地結(jié)束于凹槽上邊緣。固定件可以如上所述地由良導體金屬材料或適當?shù)匿摵辖鹬瞥伞?yīng)于從屬權(quán)利要求地給出了本專利技術(shù)的其它設(shè)計方案。從以下對附圖示意所示的實施例的描述中得到了本專利技術(shù)的細節(jié)、技術(shù)特征和優(yōu)點。附圖說明圖1以局部截面圖示出了帶有通過釬焊被固定住的成型部件的且被擰固在其中的支承板固定螺栓的結(jié)晶器內(nèi)板。圖2以局部截面圖表示圖1具有通過電子束焊接而被固定的成型部件的結(jié)晶器內(nèi)板。圖1所示的用于連鑄高溫熔融金屬如鋼的液冷板式結(jié)晶器的部分結(jié)構(gòu)包括一個導熱性能良好的結(jié)晶器銅板或銅合金板1，它借助固定螺栓2分別與后面的水箱或具有冷卻水流道3的支承板4相連。冷卻水流道也可以位于結(jié)晶器板中。根據(jù)本專利技術(shù)，在結(jié)晶器板1的流水側(cè)，設(shè)置了制有用于擰入固定螺栓2的螺紋孔5的成型部件6，所述成型部件通過釬焊連接結(jié)構(gòu)7、7’而作為固定件地與結(jié)晶器板1剛性連接。成型部件或固定件6最好由良導體金屬材料如CuAg、CuCrZr、CuNiBe或CuNiFe制成。固定件6通過一個軟釬焊層7與結(jié)晶器板1相連。具有高剪切強度的軟釬焊層7最好由CdZn、CdZnAg或SnCdZn的合金釬焊材料制成。但是，也可以采取這樣的措施，即固定件6通過一個硬釬焊層7’與結(jié)晶器板1相連，并且作為釬焊金屬地優(yōu)先采用銅釬焊合金或銀釬焊合金。通過借助電子束或電流的高溫釬焊方式使固定件6與結(jié)晶器板1相連也是可行的。該硬釬焊結(jié)構(gòu)在超過約450℃的釬焊溫度下雖然可獲得比軟釬焊部位相對較高的強度，但在承受交變溫度負荷的情況下，它與軟釬焊部位相比更容易出現(xiàn)釬焊開裂現(xiàn)象，因此它制造起來需要更高的花費，并且在維修時沒有影響尤其是周圍的銅材的情況下，它可不再脫焊。本專利技術(shù)的一個設(shè)計方案規(guī)定了，固定件6的釬焊表面是對稱的以適于一準確的定位。一個本專利技術(shù)實質(zhì)性設(shè)計方案還規(guī)定了，固定件是具有優(yōu)選成環(huán)形的橫截面的成型部件，它們被安裝并釬焊在在結(jié)晶器板1背面上的比較淺的如深達5毫米的協(xié)調(diào)一致的凹槽中，在支承板4中有一個所有側(cè)面都與固定件6間隔構(gòu)成的孔9，所述孔與至少一個冷卻劑流道流通相連。孔9也可以設(shè)置于水箱板內(nèi)。這種固定螺栓結(jié)構(gòu)帶來了以下優(yōu)點，即不僅冷卻水繞固定件6流動，而且也繞螺栓2的栓桿流動，因而，足夠地冷卻了這兩個部分。同時，可靠地排除了釬焊連接的損壞危險。本專利技術(shù)的其它設(shè)計方案也是為了這個目的，即支承板4在形成環(huán)形間隙10的情況下具有容本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
用于連鑄金屬且尤其是鋼材的液冷板式結(jié)晶器，它包括導熱性能優(yōu)良的結(jié)晶器銅板或結(jié)晶器銅合金板（１），所述結(jié)晶器板借助固定元件（２）分別與一個水箱或一塊支承板（４）相連，其特征在于，在每個結(jié)晶器板（１）的流水側(cè)面上，設(shè)置了制有螺紋（５）的成型部件（６），它們通過釬焊連接（７，７’）或焊接連接（１２）而作為固定件地與結(jié)晶器板（１）剛性連接。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：H斯特羅伊貝爾，A吉爾根索恩，M波蘭，
申請(專利權(quán))人：SMS迪馬格股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：DE[德國]