[实用新型]一种弧形窄面结晶器

说明书

技术领域

本实用新型属于连铸技术领域，特别是提供了一种弧形窄面板坯结晶器。应用于钢液以及其它液态金属的浇注成型过程。 

背景技术

以钢铁的连铸生产过程为背景对本实用新型进行介绍。连铸技术诞生于1840年，于1960年广泛运用于钢铁行业，到2002年世界上超过88％粗钢采用连铸生产工艺获得。 

板坯结晶器通常采用内表面均为平面的铜板制作，结晶器多由四块带水冷的铜板组成，结晶器内腔一般为矩形。其主要作用是钢水在其中可凝固成特定的形状。钢水凝固过程中铜板把钢水热量及时导出，结晶器内钢液中的非金属夹杂物上浮而被保护渣吸收去除。结晶器的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量都起着十分重要的作用。 

角部裂纹是连铸坯质量的常见主要缺陷之一，对连铸的正常生产影响很大。消除这类缺陷在很大程度上依赖于对铸坯角部冷却及温度的控制，传统板坯结晶器内腔为矩形，铸坯四个角均为90°，铸坯凝壳过程中易产生内应力。在铸坯出结晶器继续冷却的过程中，由于传热的差异，角部极易产生过冷，铸坯出拉矫机角部颜色明显暗于铸坯四面中间颜色是有力的证明。角部过冷，温度低，导致铸坯在矫直过程中塑性降低，是铸坯角部裂纹的主要原因之一。角部裂纹的存在，增加了铸坯的生产成本。 

板坯在轧制过程中，由于角部传热快，导致轧制时角部温度显著低于铸坯四面中心区域的温度，经常因此而产生带钢的边部细线及边裂等边部缺陷，影响带钢的成材率，造成带钢生产成本的增加。 

板坯吊运过程中，窄面的夹钳印痕及划伤等也是带钢边部缺陷的原因之一。 

以上是传统结晶器使用暴露出的一些不足。最近有倒角结晶器在工厂试用，把板坯原来的四个直角，变为八个钝角。对提高角部温度，减缓角部横烈有一定作用。在一定程度上缓解了铸坯角部温低的问题，但这种结晶器窄面还是有明显的拐角，对提升角部温度的贡献有限。而当铸坯出现角裂以后，不得不采用火焰切割的方法进行切角处理，对生产效率影响很大，给生产企业增添了的负担。因此，改善铸窄面的冷凝结构和铸坯矫直及开轧的角部温度是解决铸坯角裂的关键，也是降低带钢边部缺陷的有益手段。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种弧形窄面板坯结晶器，可以消除铸坯窄面的明显的角部形状，改善了窄面坯壳结晶的结构，有效提高矫直和开轧时铸坯各部位的温差。 

本实用新型专利将板坯结晶器的窄面设计成不同曲率的圆弧面、抛物线面等连续曲面形状，最大限度上解决了铸坯角部温低的问题。窄面的曲面设计可以降低管线及 高强钢等轧制过程出现的边部细线等缺陷。本实用新型可以实现铸坯调运过程的无痕吊运，降低了热卷的边部缺陷。 

本实用新型包括宽面铜板支撑调节装置1、宽面铜板2、窄面铜板支撑调节装置3、窄面铜板4、宽面冷却进水口5、宽面冷却出水口6、窄面冷却进水口7、窄面冷却出水口8；如图1所示。 

两块窄面铜板4放在两块宽面铜板2之间，分别由宽面铜板支撑调节装置1和窄面铜板支撑调节装置3固定，围成弧形窄面结晶器空腔9，浇钢时由冷却水对结晶器的宽面和窄面铜板进行冷却。 

宽面铜板2的内表面为平面；窄面铜板4的内表面为连续曲面，窄面铜板内表面沿坯壳运动方向的垂直截面为不同曲率的圆弧或抛物线等连续曲线。 

结晶器内表面为平面的宽面铜板2设有宽面冷却进水口5、宽面冷却出水口6；结晶器内表面为连续曲面的窄面铜板4设有窄面冷却进水口7、窄面冷却出水口8。 

宽面铜板和窄面铜板内表面采用镀镍或镀铬处理。 

宽面铜板和窄面铜板的倒锥度（0-1.5%）可以根据不同的钢种进行调节。 

宽面铜板和窄面铜板沿拉坯方向的长度为0.6-1.5米。 

本实用新型适用于铜，铝，镁等有色金属液的连续浇注，以及其它有可能连铸或者由液态变为固态的过程；适用于大生产或实验室实验。 

根据以上设计特点，使用过程中，外部形状的优化，铸坯窄面内部结晶结构得到优化。其优点在于： 

（1）与采用传统结晶器相比，应用本实用新型后，铸坯窄面的明显角部形状最大限度降低，铸坯各部位温度的差异显著减小，铸坯矫直时各部位的最低温度明显升高，有效降低角部裂纹； 

（2）与采用传统结晶器相比，应用本实用新型后，铸坯窄面冷却过程的内部结晶组织更加均匀、内应力降低。 

（3）与采用传统结晶器相比，应用本实用新型后，可以实现铸坯的无痕吊运，彻底消除铸坯在吊运过程中窄面产生的划伤和硌痕等缺陷。