結晶器銅管的冷卻裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種用于鋼及有色金屬連鑄的結晶器銅管冷卻裝置，銅管（１）外表面設有若干個帶定矩的縱向肋條（１７），內水套（２）是由內弧側板（１３）、外弧側板（１４）及兩件平面側板（１５）連接而成，各側板的內表面上設有若干個與銅管（１）縱向肋條（１７）等矩的縱向導向條（１６），從結構上保證了銅管（１）四周水縫的均勻性，提高了銅管抗變形能力。此外，側密封利用密封法蘭（４）上設置的排氣排水通路流出的無壓自流水冷卻，頂密封采用耐高溫材料的環形片，延長了使用壽命，提高了銅管（１）密封的可靠性。（*該技術在2009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】
本技術涉及一種用于銅及有色金屬方坯及園坯連鑄結晶器銅管的冷卻裝置。高溫液態金屬在結晶器銅管內連續結晶而形成鑄坯，其過程是在高溫液態金屬注入結晶器銅管后，通過銅管壁的傳熱冷卻，液態金屬即開始冷疑而形成具有特定形狀的凝殼，給所鑄鋼或有色金屬以確定的外形。凝固潛熱及坯殼冷卻放出的熱量，通過流經內水套與銅管壁之間水縫中的高速冷卻水所帶走，使結晶器銅管保持較低的溫度，以免銅管被高溫金屬液融化或改變形狀。目前國內外連鑄設備所使用的管式結晶器的冷卻裝置大多數是相同的，為保持銅管外壁與內水套間水縫的間距，在內水套兩端的內壁上安裝數個定位釘或定位條，銅管外壁為光滑面。安裝時，將結晶器銅管插入內水套中進行套裝，而銅管中部沒有支撐裝置，這樣銅管就要承受高溫金屬液的靜壓力，銅管的剛度很難保證，如在生產現場中，當使用大于130mm寬度的銅管時，管壁就發生外凸的撓性變形。因此采用這種冷卻裝置，直接影響了鑄坯拉坯速度和銅管本身的使用壽命，而且還限制了管式結晶器在較大斷面連鑄坯上的應用，而不得不使用結構復雜、設備重量級大的組合式結晶器。此外由于制造誤差，不能保證外水套與銅管的形狀相似，套裝極為困難，往往不得不將定位釘或條的頂部銼平，以增大安裝間隙；又由于內水套與銅管的同心性很難保證，加之是定位釘或定位條磨損或脫落等原因，易造成銅管外四周水縫不均勻，嚴重時銅管外壁與內水套的一邊或一角已接近接觸的程度，致使銅壁各面冷卻條件差異過大，從而坯殼凝固厚度不均勻，甚至引起漏鋼及菱變。為解決結構晶器銅管冷卻的均勻性，在中國技術專利9723877.9X說明中公開了一種結晶器銅管，即在銅管外表的四個面沿縱向布有波紋槽，這種形式雖然增加了熱傳導面積，但卻引起銅管支撐固定方面的困難，只能在兩端光滑部分與內水套作點狀支撐，內水套起不到加強抗變形能力的作用，同時波紋槽的凹槽減弱了銅管承受鋼水靜壓力和熱應力的能力，更易導致銅管外凸變形，內水套與銅管之間的水縫間距難以保證。這些結晶器銅管為防止連接接縫漏水，一般采用側密封，頂密封或雙層密封，這幾種密封方式也都存在缺陷，頂密封是采用常規的耐高溫橡膠“0”型密封圈，由于直接受高溫輻射，密封圈很容易燒壞；側密封稍好于頂密封，但銅管上口端都無水，當金屬液面較高時，僅依靠銅管的傳導傳熱尚不足以防止銅管上口端溫度升高，且密封圈密封面以上部分無水冷卻，也易造成密封圈燒融及硬化；雙層密封即同時采用側密封和頂密封，但由于頂密封圈的工作條件極端惡劣，在下層側密封失效以前，頂封“0”型橡膠密封圈早已燒壞，因此實際上仍是側密封在起作用。本技術的目的是針對上述存在的缺陷和問題，提供一種能保持結晶器銅管四周水縫均勻、防止結晶器銅管外凸變形，且密封可靠、組裝容易的冷卻裝置，同時使得管式結晶器向更大型化方向發展。本技術的目的是這樣實現的；該結晶器銅管冷卻裝置包括銅管、內水套、外套、上口端部密封法蘭組及下口端部密封法蘭組，結晶器上口部位采用側密封和頂密封，其結構要點是在結晶器器銅管四周外表面間隔地設有若干個帶定矩的縱向肋條；內水套由內弧側板、外弧側板及兩件平面側板連接而成，對于園坯連鑄，則由2～6片側板組成，且在各側板的內表面上間隔地設有若干個帶定矩的縱向導向條；縱向導向條及銅管外表面的縱向肋條的條高等同于內水套與銅管壁間的水縫間距；在結晶器銅管上口端部的密封法蘭設有排氣排水通路結構，引來無壓自流水冷卻側密封，頂密封采用耐高溫材料制作的環形片狀結構密封圈。采用這樣的結構后，由于銅管四周外表面設有帶定矩的縱肋，保證了銅管四周水縫的均勻性；縱肋頂部與剛性內水套相接觸，縮短了銅管壁外凸變形區間的長度，可避免銅管使用后因鋼水靜壓力和凝固應力作用而變形外凸，同時使得管式結晶器向大型化方向發展成為可能；又由于采用了組合式內水套，內水套各側板上設有與水縫尺寸相同的縱向導向條，不僅進一步保證了內水套與銅管四周水縫的均勻性和防止銅管外凸變形，而且使得銅管組裝容易，能保證內水套與銅管的同心性；此外銅管上口端部雙層密封的側密封采用密封法蘭上設置的排氣排水通路結構引來無壓自流水進行冷卻，頂封則采用環形片狀結構的耐高溫密封材料，提高了銅管密封的可靠性并延長了其使用壽命。以下結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步詳細的說明。附圖說明圖1是本技術結晶器銅管冷卻裝置的剖視圖。圖2是圖1所示結晶器銅管冷卻裝置的斷面圖。圖3是圖1所示結晶器冷卻裝置上口端部密封法蘭的示意圖。從圖1和圖2可知，該結晶器銅管冷卻裝置由銅管1、內水套2、外套11、上口端部密封法蘭組及下口端部密封蘭組10等部件組成。上口端部密封法蘭組包括上蓋3和密封法蘭4。在銅管1四周外表面間隔地設有若干個帶定矩的縱向肋條17，其高度等同于銅管1與內水套2之間的水縫間距；縱向肋條17的斷面形狀是頂上小，條基寬，可以是梯形，也可以是園弧形、三角形或其他形狀；縱向肋條17的數量取決于鑄坯斷面尺寸的大小。對于方坯、矩形坯、小板坯連鑄，內水套2由內弧側板13、外弧側板14及兩件相對的平面側板15連接而成，對于園坯連鑄，則由2～6片側板組成；且每件側板的平面平行于與之相對的結晶器銅管1的相應外表面。每兩件側板連接面之間設有密封板防止串水。在各側板的內表面上間隔地設有若干個帶定矩的縱向導向條16，其高度與水縫尺寸相同；在每件側板外表面上還設有縱向筋板和橫向筋板，以提高側板的剛度。內水套2與銅管1套裝時，先將內水套2各側板對應地配置于銅管1的四面，再安裝密封板及緊固連接螺栓。這樣內水套2各側板的內表面緊壓在銅管1縱向肋條17的頂部；與此同時，各側板內表面上的縱向導向條16的頂部也緊壓在銅管1外壁上，形成數個水縫尺寸固定的過水通道。通過銅管1的縱向肋條17和內水套2各側板上的縱向導向條16的共同作用，，不僅保證了銅管1四周水縫的均勻性，使得鑄坯四面冷卻均勻，還可防止銅管1使用后因鋼水靜壓力和凝固應力作用而變形外凸。組合式內水套還使得結晶器銅管1裝配簡便，銅管和內水套2的同心性易于保證。當鑄坯斷面增大時，因銅管壁的平整性能由內水套2保證，仍可使用較小壁厚的管式結晶器，有利于管式結晶器向大型化方向發展，取代組合板式結晶器，這就為簡化大型方坯、小板坯等結晶器的加工、降低造價開辟了前景。在圖1和圖3中，結晶器的外套11、內水套2、上口端部密封法蘭組以及下口端部密封法蘭組5所形成的空間為結晶器銅管冷卻裝置的供水管腔和排水管腔。供水管腔和排水管腔采用隔離法蘭9分開，隔離法蘭9采用“0”型密封圈密封。由于供水管腔、排水管腔之間壓差達0.3～0.4MPa，內水套2要承受巨大的上浮力，為保證隔離法蘭9的密封，在上端密封法蘭4與隔離法蘭9之間設有支撐板12，由上端密封法蘭4壓緊隔離法蘭9，實現供、排水管腔的隔離密封。結晶器銅管1上端采用側密封18和頂密封20，其側密封18采用常規的耐高溫橡膠“0”型密封圈。為防止該處密封圈硬化燒融，在上口端部密封法蘭4上設有排氣排水通路結構，利用微量水加強對銅管1側密封圈的冷卻。具體做法是在密封法蘭4下側面設集氣環19，在集氣環19上開有1個或數個溢水孔7，在密封法蘭上側面設有集水環8，溢水孔7連通集水環8，集水環8一側開有排水槽6，排水槽6下面貫通密封法蘭4開設排水通路5。這本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種結晶器銅管冷卻裝置，主要由銅管（１），內水套（２）、外套（１１）、上口端部密封法蘭組及下口端部密封法蘭組（１０）等部件組成，其上口端部密封法蘭組包括上蓋（３）和密封法蘭（４），結晶器上口部位采用側密封和頂密封，其特征在于：在所述結晶器銅管（１）四周外表面間隔地設有若干個帶定矩的縱向肋條（１７）；所述內水套（２）由內弧側板（１３）、外弧側板（１４）及兩件相對的平面側板（１５）連接而成，且在各側板的內表面上間隔地設有若干個帶定矩的縱向導向條（１６）；縱向導向條（１６）及銅管（１）外表面的縱向肋條（１７）的條高等同內水套（２）與銅管（１）壁間的水縫間距；在結晶器銅管（１）上口端部的密封法蘭（４）設有排氣排水通路結構，引來無壓自流水冷卻側密封（１８），頂密封（１９）采用環形片狀結構的耐高溫材料。

【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：冷繼元，史振球，
申請(專利權)人：冶金工業部馬鞍山鋼鐵設計研究院，
類型：實用新型
國別省市：34[中國|安徽]