本实用新型专利技术涉及连续铸钢机中的结晶器铜管。该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线由上直线段和下拟抛物线段组成，两线段相切，并给出了该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线方程，整个结晶器铜管内壁的纵剖面曲线具有连续的倒锥度。铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿凝固坯壳的收缩率，凝固坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙（理论上无气隙），也不因锥度过大而引起挤压力。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及连续铸钢机中的结晶器铜管。该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线由上直线段和下拟抛物线段组成，两线段相切，整个结晶器铜管内壁的纵剖面曲线具有连续的倒锥度。铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿凝固坯壳的收缩率，凝固坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙(理论上无气隙)，也不因锥度过大而引起挤压力。
技术介绍
结晶器是连铸机的核心部件，完成将液态钢水初步凝固成形的任务。液态钢水注入结晶器后，由于受到结晶器铜管的强烈冷却很快在弯月面处形成薄弱的坯壳，随着坯壳不断地向下运动厚度逐渐增加。为适应坯壳在结晶器内产生的收缩，结晶器铜管具有一定的倒锥度，以减小坯壳与铜管内壁间气隙的厚度，改善冷却条件，提高拉坯速度和铸坯质量。目前国内外使用的结晶器主要有四种类型一是在整个铜管内壁纵剖面曲线上具有单一抛物线锥度的结晶器。这种结晶器制造较简单，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。二是钻石结晶器。这种结晶器在铜管内壁的纵剖面曲线上，呈现多个分段连续的抛物线型锥度，以更好地适应坯壳在结晶器内的收缩，减小气隙厚度，使坯壳厚度均匀增长。同时，通过使铜管下半部的角部锥度为零的方法，抑制摩擦力的增加，加大结晶器的长度，延长在高速铸造条件下坯壳在结晶器内的有效停留时间。该类型结晶器的缺点是制造成本高，铜消耗量大。三是凸形结晶器。该类型结晶器铜管的上部内壁面四周向外凸，向下逐渐过渡为平面，上部内壁面夹角依次为96°、93°、90°，坯壳在向下运动的过程中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。该类型结晶器的缺点是上部内壁面夹角并非连续光滑过渡到90。，在角度突变处，坯壳与结晶器的温度场均发生剧烈变化，产生附加的热变形和热应力，对连铸坯质量产生不利影响。四是自适应结晶器。该类型结晶器通过调节结晶器铜管不同区域的冷却水量和水压，在铜管的不同区域产生不同的机械变形，以使铜管内壁的倒锥度适应坯壳的收缩，增加传热效率和结晶器出口处的坯壳增厚。这种结晶器制造成本高，需要冷却水自动控制系统，很少应用。此外还有步进轮式结晶器、压力水膜结晶器、曲面结晶器、MCGR型结晶器等，极少应用。以上所有类型的结晶器，其铜管内腔形状均不能完全适应坯壳的收缩。当锥度不足时，坯壳与铜管内壁间出现气隙，当锥度过大时，坯壳与铜管内壁间产生挤压力。
技术实现思路
为了解决现有结晶器存在的问题，本技术根据结晶器内坯壳的收缩特性，提供了一种新型结晶器，该结晶器铜管的内腔形状能够完全适应坯壳的收缩，且具有制造方便、造价低、寿命长的特点。本技术解决技术问题所采用的技术方案是1.结晶器铜管宽面内壁纵剖面曲线由上直线段，其方程为 和下拟抛物线段，其方程为 组成。上直线段和下拟抛物线段在X＝c+d处相切。2.结晶器铜管窄面内壁纵剖面曲线由上直线段，其方程为 和下拟抛物线段，其方程为 组成。上直线段和下拟抛物线段在X＝c+d处相切。式中，a是矩形结晶器上口的宽度，b是矩形结晶器上口的高度，εv是凝固坯壳的收缩率，k是结晶器铜管中钢水的凝固系数，c是结晶器上口至钢水液面的距离，d是钢水液面至上直线段和下拟抛物线段相切点的距离，v是拉坯速度，X是纵坐标，Y是横坐标，H是结晶器的高度。当a＝b时，以上各式即是方坯结晶器铜管内壁的纵剖面曲线；当a＝b＝D(圆坯结晶器的上口直径)时，以上各式即是圆坯结晶器铜管的纵剖面曲线。该结晶器铜管内壁的纵剖面曲线能够正确地反映所浇钢种、拉坯速度、冷却条件等影响因素对铜管内腔形状的要求，使铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿坯壳的收缩率，坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙(理论上无气隙)，也不因锥度过大产生挤压力。本技术有益的效果是从根本上改善了连铸机结晶器的传热性能，可大幅度地提高连铸机的拉坯速度和结晶器的使用寿命，减少漏钢率，提高连铸过程的可靠性，提高连铸产品的质量，降低钢坯的生产成本。以下结合附图和实施例对本技术作进一步地说明附图说明图1是该矩形坯结晶器的宽面纵剖面示意图图2是图1的A-A剖面图图3是该结晶器铜管(2)的宽面纵剖面图 具体实施方式液态钢水以恒定的流量从上口(1)注入内壁纵剖面曲线为上直线和下拟抛物线的结晶器铜管(2)的内腔，受到结晶器铜管(2)的强烈冷却而形成坯壳(4)，连铸机以恒定的拉坯速度把铸坯(4)从结晶器中拉出。稳定操作时结晶器中钢水液面的位置保持不变，结晶器铜管(2)的内腔形状的变化率恰好能够完全补偿坯壳的收缩率，在坯壳(4)和结晶器铜管(2)间既不因铜管锥度不足而出现气隙，也不因锥度过大而产生挤压力。权利要求1.双W型高拉速结晶器铜管，其特征是结晶器铜管(2)内壁的纵剖面曲线由上部直线段和下部曲线段构成，两线段相切。2.根据权利要求1所述的双W型高拉速结晶器铜管，其特征是对于矩形坯和板坯结晶器，结晶器铜管内壁宽面的纵剖面曲线是上部直线段 下部曲线段 结晶器铜管内壁窄面的纵剖面曲线是上部直线段 下部曲线段3.根据权利要求1所述的双W型高拉速结晶器铜管，其特征是对于方坯结晶器，下部曲线段4.根据权利要求1所述的双W型高拉速结晶器铜管，其特征是对于圆坯结晶器，下部曲线段专利摘要本技术涉及连续铸钢机中的结晶器铜管。该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线由上直线段和下拟抛物线段组成，两线段相切，并给出了该结晶器铜管的内壁纵剖面曲线方程，整个结晶器铜管内壁的纵剖面曲线具有连续的倒锥度。铜管内腔形状的变化率恰好能够完全补偿凝固坯壳的收缩率，凝固坯壳与铜管内壁间既不因锥度不足而出现气隙(理论上无气隙)，也不因锥度过大而引起挤压力。文档编号B22D11/11GK2841197SQ200520008088公开日2006年11月29日 申请日期2005年3月16日 优先权日2005年3月16日专利技术者盛义平, 张晓春 申请人:盛义平, 张晓春本文档来自技高网...
【技术保护点】
双Ｗ型高拉速结晶器铜管，其特征是：结晶器铜管（２）内壁的纵剖面曲线由上部直线段和下部曲线段构成，两线段相切。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：盛义平，张晓春，
申请(专利权)人：盛义平，张晓春，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]
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