[实用新型]一种高拉速均衡高效传热结晶器铜管

说明书

一种高拉速均衡高效传热结晶器铜管，属于炼钢技术领域。该结晶器铜管为方形或矩形，在结晶器铜管冷面开槽加强冷却效果。结晶器角部0～28mm范围内开槽密度大于结晶器其他位置(其他位置开槽密度一致)。结晶器开槽深度h与结晶器壁厚B比值h/B根据钢种和结晶器位置变化而适当调整。结晶器铜管内腔锥度采用连续锥度曲线、多锥度曲线或单锥度曲线。结晶器铜管角部为直角或半径为2～35mm的圆弧。本实用新型通过将普通方坯或矩形坯结晶器铜管冷面开槽，增强铸坯的对流换热，且对结晶器不同位置开槽宽度、深度和密度进行调整，使铸坯各处温度和应力均匀，能够有效避免铸坯由温度和应力不均等引起的缺陷，提高拉速的同时提高铸坯质量。

技术领域

本实用新型涉及炼钢技术领域，特别是指一种炼钢连铸用均匀冷却高拉速结晶器铜管。

背景技术

普通管式方坯或矩形坯结晶器铜管在连铸过程中，角部二维传热和边部单向冷却引起铸坯周向表面温度不同，铸坯角部和偏离角部收缩量大于边部，使得角部和偏离角部位置产生一定厚度气隙且大于边部。偏离角区域一维传热的特点，冷却速度小于角部和边部，最终坯壳厚度小于角部和边部区域。坯壳厚度不均导致角部和偏离角区域容易产生应力集中而发生裂纹或凹陷等质量缺陷，造成铸坯呈批次报废或导致漏钢事故发生。

高拉速连铸使得结晶器热负荷加大，从而导致结晶器铜管温度超过再结晶器温度，引起铜管变形；为了防止冷却水沸腾，必须增大冷却水压力；结晶器冷却水温度升高，结垢增多。因此，结晶器铜管改进的目标就是提高冷却效率、降低铜管表面温度。结晶器铜管材质可选用再结晶温度更高的材质，如CuCrZr。减小铜管壁厚，可降低铜管内表面温度，但铜管外表面温度依然很高，这样就会产生结垢的问题。为了降低铜管外表面温度，需要加大水量或者是加强湍流，以提高冷却效率。因此，本实用新型提出对结晶器铜管冷面进行开槽处理，在减少铜管部分位置的壁厚的同时加强了冷却水的湍流效果。

发明内容

本实用新型提供一种炼钢连铸用均匀冷却高拉速高效传热结晶器，能够解决方坯或矩形坯结晶器铜管在使用过程中结晶器内部坯壳厚度不均匀等问题。

一种炼钢连铸用均匀冷却高拉速结晶器铜管，其特征在于：为方形或矩形铜管结构，在结晶器铜管冷面进行开槽；结晶器角部0～28mm范围内开槽密度与其他位置开槽密度比取值范围为3～1；槽宽a与结晶器水槽间距s，a/s根据冷却要求在0.1～10间取值；槽深度h和结晶器铜管壁厚B，h/B根据湍流效果要求在0～0.7间取值。

其中，结晶器铜管内腔锥度采用连续锥度曲线、多锥度曲线或单锥度曲线。

结晶器铜管角部为直角或半径为2～35mm的圆弧。

结晶器铜管冷面水槽内倒角半径r在0.2～4mm范围取值。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过将普通方坯或矩形坯结晶器铜管冷面进行开槽处理，增强铸坯在偏离角区域的对流换热，使得偏离角部坯壳厚度与角部和边部一致，消除在角部和偏离角区域的应力集中，解决了普通方坯或矩形坯结晶器铜管在使用过程中同一截面冷却速度不一致问题，从而能够有效避免由铸坯温度和应力不均等引起的缺陷，在提高拉速的同时提高铸坯质量。

附图说明

图1为普通的炼钢连铸结晶器结构示意图；

图2为本实用新型结晶器铜管1/4结构形式；

图3为图2的A-A面剖面俯视图；

其中：1-浇铸水口；2-结晶器铜管；3-钢水液面；4-出结晶器铸坯；5-水槽；6-结晶器铜管壁厚B；7-结晶器水槽深度h；8-结晶器水槽宽a；9-结晶器水槽间距s；10-结晶器水槽内倒角半径r。

具体实施方式