一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板制造技术

本实用新型专利技术提供了一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板，涉及冶金连铸技术领域。在冷却面的两侧平直部分，每侧平直部分的紧邻两个冷却区间包括高温区导流冷却筋、过渡区导流冷却筋和低温区导流冷却筋，且高温区导流冷却筋的高度及宽度均小于过渡区导流冷却筋的高度及宽度以及低温区导流冷却筋的高度及宽度；冷却水槽包括高温区冷却水槽、过渡区冷却水槽和低温区冷却水槽，高温区冷却水槽的宽度大于过渡区冷却水槽的宽度和低温区冷却水槽的宽度。通过对高温区域进行优化设计，提高了铜板的冷却能力，降低了热流密度大的涡流区热面温度，有助于改善或彻底消除铜板裂纹现象的发生，延长了铜板的使用寿命。延长了铜板的使用寿命。延长了铜板的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板


[0001]本技术涉及冶金连铸
，具体而言，涉及一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板。

技术介绍

[0002]连铸结晶器是钢水由液态开始生成初生坯壳，坯壳厚度逐渐增大的场所，其结晶器铜板冷却结构设计是否合理，直接影响结晶器铜板使用寿命、铸坏的质量和连铸机的作业率。连铸结晶器自下而上依次为低温区、过渡区、高温区，在所述冷却面的宽度方向上，中间为平直部分或漏斗部分，两侧为平直部分。随着高效连铸技术的发展和普及，连铸结晶器作为连铸机“心脏”设备越来越受到人们的重视。相关技术人员不断摸索先进技术，以改进结晶器铜板传热条件，尤其是在钢水注入结晶器时，在浇注管两侧的平直部分的上部易形成涡流高温区域，热流密度大，结晶器铜板在该处热面温度高，铜板易产生裂纹。如何减小结晶器铜板表面裂纹，延长结晶器使用寿命，成为连铸界关注的焦点。
[0003]而如何设计高效均匀的结晶器铜板冷却结构，避免结晶器铜板局部温度过高或温度梯度变化过大，热应力集中造成结晶器铜板裂纹，以满足高拉速需求，成为技术人员迫切需要解决的问题。
[0004]公告号为CN107116186B的专利文献公开了一种复合冷却结构的超薄板坯结晶器铜板，包括正面为工作面、背面为冷却面的铜板主体，在背面且在弯月面区域的下部设置多个冷却水槽，在背面且在弯月面区域设置多个冷却水孔，冷却水孔的中心线平行于铜板正面，冷却水孔的中心线与冷却水道中心线距离所述正面距离相等，在冷却水孔和冷却水槽交界位置设置连通二者的横槽，冷却水孔的数量多于所述冷却水槽的数量，且冷却水孔为等间距设置。该设计既能满足水槽易加工的特点，同时又能避免液态钢水在弯月面区域及初生坯壳的区域内冷却不均匀现象。
[0005]但实际应用中，全水槽或水槽+水孔的冷却结构，铜板上口向下 90
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120mm、边部向中心320
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460mm范围内，即高温区平直部分，销栓所在的加强筋位置，铜板裂纹严重，影响铜板使用寿命。
[0006]鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板，从而改善或彻底消除铜板裂纹现象，同时延长铜板的使用寿命。
[0008]本技术是这样实现的：
[0009]本技术提供了一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板，其包括正面为工作面、背面为冷却面的铜板主体，在冷却面上沿冷却剂的流动方向，自下而上依次为低温区、过渡区和高温区，在冷却面的宽度方向上，冷却面的中间为平直部分或漏斗部分，两侧为平直部分，且冷却面的周边为密封面，在密封面上呈列排布有若干与供水容器连接的销
栓螺孔，每列销栓螺孔经加强筋连接，且加强筋与密封面等高，每相邻两列销栓螺孔之间为一相对独立的冷却区间，在每个冷却区间内设置多个导流冷却筋，将每个冷却区间划分为多个冷却水槽。
[0010]在冷却面的两侧平直部分，每侧平直部分的紧邻两个冷却区间包括高温区导流冷却筋、过渡区导流冷却筋和低温区导流冷却筋，且高温区导流冷却筋的高度及宽度均小于过渡区导流冷却筋的高度及宽度，且高温区导流冷却筋的高度及宽度均小于低温区导流冷却筋的高度及宽度；
[0011]冷却水槽包括高温区冷却水槽、过渡区冷却水槽和低温区冷却水槽，高温区冷却水槽的宽度大于过渡区冷却水槽的宽度，高温区冷却水槽的宽度大于低温区冷却水槽的宽度。
[0012]专利技术人经过长期实践，探索发现，通过对钢水注入结晶器形成涡流的高温区域进行优化设计，使铜板在热流密度大的区域保持较高的热交换效率，提高了铜板的冷却能力，降低热流密度大的涡流区热面温度，进而有助于改善或彻底消除铜板裂纹现象的发生，同时延长铜板的使用寿命。
[0013]具体地，通过加宽两侧的平直部分高温区的冷却水槽的宽度，有利于增大铜板与冷却剂的接触面，提高对于铜板的冷却效率，有利于增加铜板在此区域的冷却匹配能力，可有效避免因连铸钢水涡流造成铜板局部热流密度过大，铜板热面温度过高而导致的铜板局部过热，产生裂纹现象；真正意义上使得铜板冷却能力与热负荷更为匹配，铜板裂纹现象消失或减轻，从而提高结晶器铜板的使用寿命。
[0014]在本技术应用较佳的实施方式中，沿低温区向高温区方向，过渡区导流冷却筋的高度及宽度递减，过渡区冷却水槽的深度由深变浅。
[0015]通过上述过渡区导流冷却筋和过渡区冷却水槽的梯度设置，有利于过渡区铜板热流密度与相应的冷却能力要求相适应，也有利于减小铜板应力，从而避免裂纹现象的发生，提高结晶器铜板的使用寿命。
[0016]导流冷却筋的高度及宽度，以及冷却水槽的深度，自过渡区逐渐变化，即过渡区的冷却水槽向高温区呈“八”字型，对应的导流冷却筋向低温区呈“八”字型，使水流截面变化平顺，可有效避免结晶器铜板热面温度产生剧烈突变，防止结晶器铜板产生应力集中，防止铜板裂纹现象发生。
[0017]在一种可选的实施方式中，过渡区导流冷却筋及高温区导流冷却筋是通过铣削的方式进行。从密封面向工作面方向铣削，使过渡区导流冷却筋的高度及宽度由低温区向高温区呈逐渐减小的趋势，至高温区导流冷却筋的高度及宽度变到最小。
[0018]使过渡区冷却水槽的深度，由低温区向高温区呈由深逐渐变浅；从冷却面看，过渡区冷却水槽，由低温区向高温区推进发展过程中，宽度过渡断面呈“八”字型逐步扩大，对应的过渡区导流冷却筋，则是由高温向低温区发展，宽度过渡断面呈“八”字型扩大。
[0019]在本技术应用较佳的实施方式中，在平直部分的高温区，围绕销栓螺孔的周边设置有分流凸台，并且分流凸台设置在加强筋上的单侧或双侧。
[0020]分流凸台起到分流的作用，以避免局部流量密度过高，使得流量更为均匀化。
[0021]在本技术应用较佳的实施方式中，分流凸台与销栓螺孔不在同一水平线上，两个冷却区间夹设的分流凸台与高温区导流冷却筋等高。
[0022]在本技术应用较佳的实施方式中，在销栓螺孔与分流凸台之间具有分流冷却槽，分流冷却槽减薄了加强筋的厚度。
[0023]在本技术应用较佳的实施方式中，分流冷却槽为分流花水槽。
[0024]分流花水槽的设置，有效增强了高温区的平直部分的加强筋部位的冷却能力，使此部分热面裂纹现象消失，提高了结晶器铜板的使用寿命。
[0025]在本技术应用较佳的实施方式中，在分流凸台上设置固定螺孔。
[0026]在本技术应用较佳的实施方式中，在平直部分的高温区和过渡区，还设置有与冷却区间相匹配的盖板，且盖板通过固定件固定在固定螺孔上。
[0027]在本技术应用较佳的实施方式中，固定件包括不限于螺钉、螺杆或螺块。
[0028]在本技术应用较佳的实施方式中，盖板与高温区冷却水槽形成的通道空间截面面积为S1，盖板与低温区冷却水槽的通道空间截面面积为S2，S1：S2＝0.8
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板，其包括正面为工作面、背面为冷却面的铜板主体，在所述冷却面上沿冷却剂的流动方向，自下而上依次为低温区、过渡区和高温区，在所述冷却面的宽度方向上，所述冷却面的中间为平直部分或漏斗部分，两侧为平直部分，且所述冷却面的周边为密封面，在所述密封面上呈列排布有若干与供水容器连接的销栓螺孔，每列所述销栓螺孔经加强筋连接，且所述加强筋与所述密封面等高，每相邻两列所述销栓螺孔之间为一相对独立的冷却区间，在每个冷却区间内设置多个导流冷却筋，将每个所述冷却区间划分为多个冷却水槽，其特征在于，在所述冷却面的两侧平直部分，每侧所述平直部分的紧邻两个冷却区间包括高温区导流冷却筋、过渡区导流冷却筋和低温区导流冷却筋，且所述高温区导流冷却筋的高度及宽度均小于所述过渡区导流冷却筋的高度及宽度，且所述高温区导流冷却筋的高度及宽度均小于所述低温区导流冷却筋的高度及宽度；所述冷却水槽包括高温区冷却水槽、过渡区冷却水槽和低温区冷却水槽，所述高温区冷却水槽的宽度大于所述过渡区冷却水槽的宽度，所述高温区冷却水槽的宽度大于所述低温区冷却水槽的宽度。2.根据权利要求1所述的带有冷却结构的薄板坯连铸结晶器铜板，其特征在于，沿所述低温区向所述高温区方向，所述过渡区导流冷却筋的高度及宽度递减，所述过渡区冷却水槽的深度由深变浅。3.根据权利要求1或2所述的带有冷却结构的薄板坯连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵家亮，马超，廖春谊，周彦锋，周磊，南继超，王希彬，任义，
申请(专利权)人：西峡龙成特种材料有限公司，
类型：新型
国别省市：