長壽命結晶器制造技術

本實用新型專利技術涉及澆注矩形坯的連續鑄鋼機中的結晶器。該結晶器銅管內壁的四個側面分為主區①和角區②，在主區，銅管內壁的縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段組成，兩段曲線相切，銅管主區的錐度連續減小，內腔的形狀變化適應坯殼的收縮，以改善銅管內壁與坯殼間擠壓應力的分布，減小擠壓應力的峰值。在角區內，銅管的錐度值小于主區對應高度內的錐度值，以減小銅管角部內壁與坯殼間的擠壓應力，減輕溫度較低的鑄坯角部對銅管角部的磨損。在銅管內壁的角區高度內的任一橫截面上，用過渡曲線將主區內的直線段和角部圓弧光滑地連接起來，從主區內的直線段到過渡曲線，再到角部圓弧，曲率連續增大，以避免結晶器內壁在曲率突變處首先被磨損。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及澆注矩形坯的連續鑄鋼機中的結晶器。該結晶器銅管內壁的各個側面分為主區和角區，主區的縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段組成，兩曲線相切，銅管內腔具有連續的錐度，內腔形狀的變化適應凝固坯殼的收縮，角區與主區光滑連接，角區的錐度小于主區對應高度處的錐度，以減小銅管內壁與坯殼間的擠壓應力的峰值，改善銅管內壁的磨損狀況，提高銅管的使用壽命。
技術介紹
連續鑄鋼機的結晶器完成將液態鋼水初步凝固成形的任務。液態鋼水注入結晶器后，由于受到結晶器銅管的強烈冷卻很快在彎月面處形成薄弱的坯殼，隨著坯殼不斷地向下運動厚度逐漸增大。澆注矩形坯的結晶器銅管，根據內腔的形狀變化，可將其分為三類第一類是在銅管內腔的縱向剖面上具有錐度(包括單錐度、多錐度、拋物線連續錐度、雙拋物線連續錐度等)，銅管內腔的橫截面都是帶有圓角的矩形(包括正方形)的普通結晶器；第二類是不僅在銅管內腔的縱向剖面上具有錐度，銅管內腔的橫截面形狀也發生變化的特殊結晶器，如凸形結晶器；第三類與第一類相比，區別在于從結晶器銅管的某一高度處開始至結晶器銅管的下口處，銅管內腔角部的錐度小于其中部的錐度，如鉆石結晶器。普通結晶器，由于銅管的設計錐度曲線本是有缺陷，又由于銅管在加工制作過程中會出現一定的誤差，因而銅管的實際錐度不能完全適應澆鑄鋼種和操作條件的變化，難以保證結晶器的實際錐度值就是坯殼在結晶器中收縮所需要的理想錐度值，使銅管內壁與坯殼間的擠壓應力嚴重分布不均，尤其是在銅管下口角部附近存在很大的擠壓應力峰值，造成銅管下口角部附近磨損較快，下口角部附近磨損是普通結晶器銅管報廢的主要形式。凸形結晶器，銅管內壁的四個側面上部向外凸，向下逐漸過渡為平面，坯殼在向下運動的過程中受到銅管的擠壓，使銅管內壁與坯殼間的氣隙厚度減少，傳熱效率增加，但這種結晶器銅管在下口處的擠壓應力和磨損情況與普通結晶器銅管是相似的，下口角部附近磨損也是凸形結晶器銅管報廢的主要形式。鉆石結晶器，從結晶器銅管的某一高度處開始至結晶器銅管的下口處，銅管內腔角部的錐度小于其中部的錐度，在結晶器銅管內壁的橫截面上，用過渡圓弧將直線和角部圓弧連接起來，提高了傳熱效率，改善了銅管內壁與坯殼間擠壓應力的分布狀況，但在過渡圓弧和直線的連接點處，曲率發生突變，磨損仍較快，是導致銅管報廢的主要形式。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種長壽命結晶器，以解決現有的結晶器銅管存在的內壁磨損嚴重不均、過度的局部磨損導致整個銅管報廢的問題，該結晶器銅管能夠減小銅管內壁與坯殼間擠壓應力的峰值，改善結晶器銅管的磨損狀況，提高結晶器的使用壽命。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是1.將澆注矩形連鑄坯的結晶器銅管內壁的寬面和窄面都分為主區①和角區②，主區①的縱剖面曲線能夠適應坯殼的收縮，以減小銅管內壁與坯殼間擠壓應力的峰值，寬面主區的縱剖面曲線由上直線段，其方程為 和下擬拋物線段，其方程為 組成。上直線段和下擬拋物線段在X＝c+d處相切。窄面主區的縱剖面曲線由上直線段，其方程為 和下擬拋物線段，其方程為 組成。上直線段和下擬拋物線段在X＝c+d處相切。2.在角區②的高度l3內，結晶器銅管角部的錐度值小于主區①對應高度處的錐度值，以減輕溫度較低的鑄坯角部對銅管角部的磨損。3.在高度l3內的任一橫截面上，用過渡曲線y＝Axn將主區①內的直線段p2p和半徑為r的角部圓弧光滑地連接起來，從直線p2p到過渡曲線y＝Axn，再到半徑為r的角部圓弧，曲率連續變化，以避免結晶器內壁在曲率突變處首先被磨損。以上各式中，a是矩形結晶器銅管上口的寬度，b是矩形結晶器銅管上口的高度，εv是凝固坯殼的收縮率，k是結晶器銅管中鋼水的凝固系數，c是結晶器上口至鋼水液面的距離，d是鋼水液面至上直線段和下擬拋物線段相切點的距離，v是拉坯速度，X是縱坐標，Y是橫坐標，H是結晶器的高度。本技術有益的效果是可改善結晶器銅管內壁與坯殼間擠壓應力的分布并減小擠壓應力的峰值，提高連鑄機的拉坯速度和結晶器的使用壽命，降低連鑄坯的生產成本。以下結合附圖和實施例對本技術作進一步說明附圖說明圖1是該長壽命結晶器寬面的縱剖面示意圖圖2是該結晶器銅管的俯視圖圖3是圖2中銅管內腔下角部的局部放大圖圖4是圖2中銅管內腔一個側面的正視圖圖5是圖4中半個側面的立體圖圖中1.結晶器鋼水液面，2.結晶器銅管，3.氣隙，4.凝固坯殼。具體實施方式長壽命結晶器銅管內腔從上口至下口帶有錐度，銅管內壁的寬面和窄面分為主區①和角區②，在主區①，銅管內壁的縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段組成，上下兩段曲線在X＝c+d處相切，使銅管主區①的錐度連續減小，內腔的形狀變化適應坯殼的收縮，以改善銅管內壁與坯殼間的擠壓應力分布，減小擠壓應力的峰值。在角區②內，錐度值略小于主區①對應高度內的錐度值，以減小銅管角部內壁與坯殼間的擠壓應力，減輕溫度較低的鑄坯角部對銅管角部的磨損。在銅管內壁的角區高度l3內的任一橫截面上，用過渡曲線y＝Axn將主區①內的直線段p2p和半徑為r的角部圓弧光滑地連接起來，從直線p2p到過渡曲線y＝Axn，再到半徑為r的角部圓弧，曲率連續增大，以避免結晶器內壁在其曲率突變處首先被磨損。權利要求1.一種長壽命結晶器，在結晶器銅管內腔的縱向剖面上具有錐度，在銅管內腔的橫向截面上帶有圓角，其特征是將銅管(2)內壁的各側面分為主區①和角區②，主區①的縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段構成，角區②的錐度小于主區①的錐度。2.根據權利要求1所述的長壽命結晶器，其特征是銅管(2)內壁寬面主區①的縱剖面曲線分別由上直線段 和下擬拋物線段 組成，上直線段和下擬拋物線段在X＝c+d處相切。3.根據權利要求1所述的長壽命結晶器，其特征是銅管(2)內壁窄面主區①的縱剖面曲線分別由上直線段 和下擬拋物線段 上直線段和下擬拋物線段相切。4.根據權利要求1所述的長壽命結晶器，其特征是在銅管內壁角區高度l3內的任一銅管橫截面上，用過渡曲線y＝Axn將主區①內的直線段p2p和半徑為r的角部圓弧光滑地連接起來，從直線p2p到過渡曲線y＝Axn，再到的角部圓弧，曲率連續變化。專利摘要本技術涉及澆注矩形坯的連續鑄鋼機中的結晶器。該結晶器銅管內壁的四個側面分為主區①和角區②，在主區，銅管內壁的縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段組成，兩段曲線相切，銅管主區的錐度連續減小，內腔的形狀變化適應坯殼的收縮，以改善銅管內壁與坯殼間擠壓應力的分布，減小擠壓應力的峰值。在角區內，銅管的錐度值小于主區對應高度內的錐度值，以減小銅管角部內壁與坯殼間的擠壓應力，減輕溫度較低的鑄坯角部對銅管角部的磨損。在銅管內壁的角區高度內的任一橫截面上，用過渡曲線將主區內的直線段和角部圓弧光滑地連接起來，從主區內的直線段到過渡曲線，再到角部圓弧，曲率連續增大，以避免結晶器內壁在曲率突變處首先被磨損。文檔編號B22D11/112GK2858124SQ20052011519公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月13日 優先權日2005年7月13日專利技術者盛義平 申請人:盛義平, 張曉春本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種長壽命結晶器，在結晶器銅管內腔的縱向剖面上具有錐度，在銅管內腔的橫向截面上帶有圓角，其特征是：將銅管（２）內壁的各側面分為主區①和角區②，主區①的縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段構成，角區②的錐度小于主區①的錐度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：盛義平，
申請(專利權)人：盛義平，張曉春，
類型：實用新型
國別省市：13[中國|河北]