薄板坯连铸结晶器制造技术

薄板坯连铸结晶器，包括两个宽侧壁及两个可移动位置的窄侧壁；两块宽侧壁与两窄侧壁一起构成薄板坯连铸结晶器的内腔；宽侧壁的表面包含了至少两个凹曲面，相邻凹曲面之间的中间平面及一个基本平面；两块宽侧壁对应的凹曲面构成至少两个浇注区；中间平面对应的宽侧壁间距大于基本平面对应的宽侧壁间距，小于凹曲面对应的宽侧壁的间距；宽侧壁的至少两个凹曲面的中心线与垂直中心线成一夹角。采用本实用新型专利技术，薄板坯宽度可在１８００ｍｍ以上；浇铸过程中可更换水口；采用多个浇注区设计，单个浇注区内的通钢量大大减少，使结晶器内钢水液面保持平稳；增加对结晶器内钢水流场、温度场的调节手段，使坯壳变形减小，提高铸坯质量。（*该技术在2012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技术，特别涉及薄板坯连铸结晶器。“连续铸造薄板坯的结晶器”则是薄板坯的连续铸钢生产中的关键部件，其主要作用是将液态钢水快速冷却、凝固成具有一定凝固层厚度、断面形状带有很大宽厚比的薄板坯壳。薄板坯连铸结晶器通常是由四块水冷铜板构成，其中两块窄的以下简称窄侧壁，两块宽的以下简称宽侧壁。两块窄侧壁的位置是可调的，结晶器底部两者间距它决定了板坯的宽度；两块宽侧壁位置基本上是固定的，结晶器底部两者间距它决定了板坯出结晶器时的厚度。现有的薄板坯连铸结晶器通常可分为两类，一类为平板形结晶器，如专利88103709、94101396、PCT.JP95/01504 95.7.27中国专利号95190694等；另一类为漏斗形结晶器，如专利DE-OS3400220中国专利号85101082、93119688、91108427等。平板形结晶器的两个宽侧壁基本上是平行的。为浇铸薄板坯，有的平板形结晶器的宽侧壁间距很窄。对于此类平板形结晶器，为保证浸入式水口不与两个宽侧壁接触且有一定的间距，在不减小浸入式水口内径的前提下，只能通过减小水口壁厚和将水口做成薄片状来解决，结果致使浸入式水口成本升高而寿命降低。即使如此，仍存在着钢水铸流对宽面凝固坯壳冲刷严重的问题。此外，由于宽侧壁间距窄，结晶器上部浇注区域的容积较小，在浸入式水口通钢量较大的情况下，钢水液面波动很大，这将对坯质量及生产顺行造成不利的影响。为解决上述问题，有的平板形结晶器适当增加了宽侧壁的间距，但出结晶器时铸坯厚度也相应增加了，已经不再是真正意义上的薄板坯连铸结晶器了。漏斗形结晶器的两个宽侧壁并非平面，在插浸入式水口的中间部分向内，凹两宽侧壁之间距比边部大，使其成为一个漏斗状的浇注区。该区域自上而下逐渐收缩，或者在结晶器底部收缩为最终厚度；或者使铸坯在出结晶器下口时仍带有凸度，通过随后的数对具有相应渐变曲面的足辊将铸坯碾平为最终厚度。漏斗形结晶器的设计，使得浸入式水口壁厚可以有所增加，水口与宽侧壁之间距也能有所加大。相对于平板型结晶器而言，此类结晶器由于增大了结晶器上部浇注区域的容积，带来了一些冶金工艺方面的益处，如可以在一定程度上减少液面波动、改善保护渣在结晶器钢水弯月面上熔融状况等。但随之而来又因“漏斗区”锥度的增大，导致铸坯坯壳与宽侧壁摩擦力增加，产生结晶器使用寿命降低、发生粘结性漏钢的倾向增大等不足。上述两类薄板坯结晶器共同的特点是只有一个浇注区，还有以下共同的不足①不适合浇铸宽厚比很大的宽薄板坯。随着板坯宽度增加，在上述两类薄板坯结晶器中，边部钢水与中心区域钢水的温差也随之加大，从而导致铸坯发生边部质量问题的倾向增加、浇钢过程中发生粘结漏钢的可能性增大。因此现有技术很难浇铸宽度在1700mm以上的薄板坯。②浇钢过程中钢水注流不能中断，不能进行换水口作业，更不能进行快速更换中间包的作业。因此，现有技术情况下薄板坯连铸的连浇炉数较低，通常以浸入式水口寿命为上限。此外，由于平板型结晶器的宽侧壁间距窄，结晶器上部浇注区域的容积较小，在浸入式水口通钢量较大的情况下，钢水液面波动很大，这将对铸坯质量及生产顺行造成不利的影响。漏斗形结晶器则存在着因“漏斗区”锥度大，导致铸坯坯壳与宽侧壁摩擦力增加，结晶器使用寿命降低、发生粘结性漏钢的倾向增大等不足。为达到上述目的，本技术设计的薄板坯连铸结晶器，包括两个宽侧壁及两个可移动位置的窄侧壁；两块宽侧壁与两窄侧壁一起构成薄板坯连铸结晶器的内腔；所述的宽侧壁的表面包含了至少两个凹曲面，相邻凹曲面之间的中间平面及一个基本平面；所述的两块宽侧壁对应的凹曲面构成至少两个浇注区。所述的的中间平面对应的宽侧壁间距大于基本平面对应的宽侧壁间距，小于凹曲面对应的宽侧壁的间距；以保持凹曲面之间钢水相互流动的顺畅；可增加浇注区及中间区域的容积以利于钢水液面波动的减小；中间平面对应的间距增大，使相邻凹曲面之间的曲线长度与直线距离之比减小，坯壳形变减小；但中间平面对应的间距也不宜太大，以免铸坯坯壳与中间平面之间的摩擦过大。进一步，所述的宽侧壁的至少两个凹曲面的凹陷中心线与垂直中心线成一夹角β1、β2，且0°≤β1≤0.5°，0°≤β2≤0.5°；推荐采用对称设计，即β1＝β2；使两个凹曲面凹陷中心的间距自上而下，微量减小，以配合两个凹曲面间铸坯坯壳的冷却收缩。又，所述的宽侧壁的中间平面宽度大于等于相应位置上两宽侧壁的间距，以保证相邻凹曲面之间有足够距离的平面过渡，避免该部位的铸坯坯壳因应力集中而产生质量问题。所述的宽侧壁的两个相邻凹曲面的凹陷中心线的间距应在400mm～1200mm之间。两个相邻凹曲面的凹陷中心线的间距不能太大，否则，当一个浇注区钢水短暂中断时，另一个浇注区的钢水难以及时补充并维持液面基本稳定。两个相邻凹曲面的凹陷中心线的间距也不能太小，还须考虑到宽侧壁总长度L1、中间平面的宽度及浇注区的个数等因素的制约，以及水口机构等其他机械机构尺寸的限制。所述的宽侧壁的中间平面偏离基本平面的距离自上而下逐步减小；在宽侧壁的最上部，中间平面偏离基本平面的距离为ΔW2，ΔW2为所浇注的铸坯厚度的0.10～0.75倍。本技术的优点是采用本技术的结晶器，薄板坯宽度可在1800mm以上，增大了薄板坯连铸产品的规格范围；浇铸过程中可快速更换水口；由于采用多个浇注区的设计，单个浇注区内的通钢量大大减少，有利于保持结晶器内钢水液面的平稳；同时，也可以减小凹曲面的设计凹陷深度，有利于减小坯壳对宽侧壁的摩擦，提高结晶器铜板使用寿命；增加了结晶器内钢水的流场、温度场的调节手段，同时也使坯壳变形有所减小，有利于提高铸坯质量、扩大薄板坯连铸产品的品种。附图说明图1为本技术的俯视示意图。图中1、2为结晶器宽侧壁；3、4为结晶器窄侧壁；5为结晶器宽侧壁上的基本平面；6、7、8为结晶器宽侧壁上的凹曲面；9、10为结晶器宽侧壁上的中间平面；11为浸入式水口；L1表示结晶器宽侧壁的宽度，它决定了所能浇注的最大铸坯宽度；L2、L3表示窄侧壁3、4能够移动的范围；L4、L5分别表示凹曲面6、7之间、凹曲面7、8之间的间距。W1为宽侧壁上的基本平面对应的宽侧壁的间距，也是结晶器底部宽侧壁的间距，近似地等于所浇注的铸坯厚度；W2、W3为宽侧壁中间平面对应的结晶器宽侧壁的间距；W4、W5、W6为宽侧壁凹曲面对应的结晶器宽侧壁的间距。图2本技术的A-A剖面示意图。图中H1为结晶器总高度；H2为凹曲面底部离宽侧壁底部的高度；β1、β2为凹曲面的凹陷中心线与垂直线的夹角；图3为图1的B-B剖面示意图；图4为本技术的凹曲面的局部放大示意图。图中ΔW1为凹曲面的凹陷深度； ΔW2为中间平面的偏斜程度；ΔL表示凹曲面的宽度；12表示凹曲面与平面之间平滑过渡；图5为本技术的一实施例示意图。图6为图5的C-C剖面示意图。在基本平面5对应的位置上，宽侧壁的间距为W1，W1近似地等于所铸薄板坯的厚度。该结晶器适合浇注厚度为50～100mm之间的薄板坯。由于宽侧壁上有多个凹曲面，因此该结晶器对应有多个浇注区。(图1所示的宽侧壁上有3个凹曲面，因此相应地有3个浇注区)W4、W6、W5分别为凹曲面6、7、8凹陷中心对应的位置上的两宽侧壁的间距。结晶器本文档来自技高网...

【技术保护点】
薄板坯连铸结晶器，包括两个宽侧壁及两个可移动位置的窄侧壁；该两块宽侧壁与两窄侧壁一起构成薄板坯连铸结晶器的内腔；其特征在于：所述的宽侧壁的表面包含了至少两个凹曲面，相邻凹曲面之间的中间平面及一个基本平面；所述的两块宽侧壁对应的凹曲面构成至少两个浇注区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，刘晓，徐荣军，崔健，阎朝红，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]