[实用新型]一种结晶器铜管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连铸用设备，尤其涉及一种结晶器。

背景技术

结晶器是连铸机的核心部件，铸坯的质量问题都与坯壳和结晶器铜管之间的传热不均匀有关。

目前国内外使用的结晶器主要有三种类型：

（1）在整个铜管内壁纵剖面具有单一锥度的结晶器。这种结晶器制造简单，应用较为普遍，其缺点是铜管内腔形状不能完全适应坯壳的收缩。

（2）在整个铜管内壁纵剖面具有双锥度、多锥度以及抛物线、双曲线锥度的结晶器。这种类型的结晶器的缺点是当钢水温度、成分、及拉坯速度变化时，内腔曲面不能与坯壳收缩相匹配，易造成气隙过大或拉坯阻力增加。

例如，公开日为2002年5月8日，公开号为CN2489897，名称为“结晶器铜管”的中国专利文献公开了一种向一侧弯曲的方形或矩形的铜管,铜管内腔从上口至下口为锥形,铜管内腔从上口至下口为锥度分段的双锥或三锥或多锥,或者抛物线型内腔形状,上段或上部分的锥度大于下段或下部分的锥度。

公开日为2006年11月29日，公开号为CN2841197，名称为“双W型高拉速结晶器铜管”中国专利文献公开了一种双曲线型结晶器铜管,该结晶器内腔锥度曲线为双曲线,四个面的锥度曲线均为双曲线,在弯月面附近有较大曲线梯度,以便更好地迎合弯月面附近对锥度的要求,更好地适应了结晶器纵向上坯壳的收缩,使得结晶器纵向气隙厚度进一步减小,更好地消除了气隙的不良影响,增加了整个结晶器的传热效果,满足高拉速对结晶器铜管的要求。

（3）是凸凹结晶器。这种类型结晶器铜管的上部内壁面四周向外凸，中部内壁恢复成平面，下端内壁向内凹形成凹面。坯壳向下运动的过程中会受到结晶器铜管的挤压，而使坯壳与铜管内壁间的气隙厚度减少，传热效率增加，拉坯速度提高。但是，这种类型结晶器的缺点是没有考虑在结晶器上部坯壳角部的挤压应力，在结晶器上部，由于内壁的收缩挤压作用，坯壳角部有向外伸展趋势，当坯壳收缩不能补偿角部伸展时，在坯壳中心与角部之间凝固薄弱部位产生翘起，该处坯壳生长不完全，产生凹陷；坯壳收缩过大时气隙增大，角部转动加剧，诱发皮下裂纹和纵向凹陷产生。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种结晶器铜管，其通过合理的结构设计，能够克服现有结晶器铜管的缺点，适应多钢种及工艺状况下坯壳的凝固收缩，使坯壳与结晶器铜管壁具有良好的接触，从而具有更好的传热效果，使坯壳生长更加均匀，进而提高铸坯质量和生产效率，降低连铸漏钢率。

根据上述发明目的，本实用新型提出了一种结晶器铜管，其沿轴向方向（即长度方向）具有一上口和一下口，其中：

所述结晶器铜管的轴向内腔曲线为一抛物线；所述结晶器铜管沿其轴向方向自上而下依次具有一第一段、一第二段和一第三段；所述第一段内腔的锥度大于第二段内腔的锥度，第二段内腔的锥度大于第三段内腔的锥度；所述第一段的径向内腔轮廓线为一近似四边形，该近似四边形的四条边均为向外凸出的曲线，该近似四边形的四个角均为圆角，且四条边与圆角平滑过渡，自上而下地所述第一段各径向内腔轮廓线的圆角的半径逐渐减小；所述第二段的径向内腔轮廓线为另一近似四边形，该近似四边形的四条边也均为向外凸出的曲线，该近似四边形的四个角均为圆角，且四条边与圆角平滑过渡，所述第二段各径向内腔轮廓线的圆角半径不变；所述第三段的径向内腔轮廓线为又一近似四边形，该近似四边形的四条边均为直线，该近似四边形的四个角均为向外凸出于四条边的凸圆角，该近似四边形的四条边与四个凸圆角圆滑过渡，所述第三段各径向内腔轮廓线的凸圆角的半径不变；并且自上而下，所述第一段和第二段的近似四边形中向外凸出的曲线的半径逐渐增大，以过渡为第三段的近似四边形中的直线。

本技术方案中的铜管结晶器的内腔在纵向（或称为轴向方向）上是呈抛物线渐变的，结晶器铜管内腔从上口至下口为锥形，结晶器铜管第一段和第二段的内腔壁均向外圆滑凸起，这一圆滑凸起自上而下逐渐渐变为第三段的直线（即第三段的内腔壁为平面）。在第一段和第二段，圆角与壁面（即向外凸起的曲线）平滑切线过渡，只是第一段的圆角是沿着轴向方向从上往下渐变的（逐渐变小），而在第二段圆角的半径是不变的，这半径固定不变的圆角向下逐渐形成第三段中向外凸起的凸圆角，凸圆角与平直的壁面通过曲面圆滑过渡。由于结晶器铜管的锥度是自上而下逐渐减小的，故沿着轴向方向自上而下的各径向内腔轮廓线的四条边的长度也是逐渐减小的，其是为了适应坯壳拐角处双向冷却均匀程度。