一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器制造技术

一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于：包括结晶器的铜管，所述结晶器的铜管角部管壁外部为突起。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于炼钢连铸机上的炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器。二
技术介绍
结晶器被称为连铸机的心脏，它使钢水均匀、快速地冷却凝固，形成厚度均匀、表面质量良好的坯壳并使钢坯顺利地拉出结晶器。结晶器性能的优劣直接关系到连铸生产的效率和质量。小方坯连铸机结晶器的基本结构是方形铜管外套形状相同的水套、铜管与水套之间留有水缝通水以冷却钢水。另一种结构喷淋结晶器采用喷淋冷却水喷淋铜管以冷却其中的钢水。由于易堵塞喷淋水嘴，对水质要求较高，现新建连铸机已较少采用。钢水浇入结晶器铜管后在冷却水的作用下，沿结晶器铜管内壁凝固形成初生坯壳并逐渐加厚。由于凝固产生收缩而在坯壳和铜管内壁之间形成气隙，它沿着铜管纵向随着坯壳增厚和下移而产生。因铜管横截面的角部是二维传热，其冷却更为强烈，故首先产生气隙，使角部坯壳生长变慢。而坯壳边部仍紧贴铜管内壁以很高的速度凝固，角部与边部坯壳的凝固速度、厚度和温度不匀而产生应力，易产生角部裂纹及漏钢等问题。一般气隙所产生的热阻占结晶器总热阻的80％以上，它大大地降低了结晶器的冷却强度、减缓了坯壳的生长速度，角部气隙不仅降低连铸效率还易造成钢坯角裂、漏钢而影响钢坯质量。所以，消除或减小铜管气隙是提高结晶器乃至连铸生产效率和质量的一个关键环节。钢铁行业高效连铸技术发展迅速，取得了非常显著的效果。但仍需解决结晶器传热效率的难题。现行使用的高效结晶器铜管多为单纯的连续锥度或多锥度，它主要解决了铜管纵向气隙而铜管横截面上角部气隙问题仍旧存在。角部气隙降低了结晶器的传热效率，导致坯壳厚度不匀，增加了角部纵向裂纹的倾向，也限制了连铸机的拉锭速度。针对此问题，国内外开发了凸面和凹面等各种类型的曲面结晶器，例如奥钢联的“钻石型”结晶器、北京冶金设备研究院的“高效曲面结晶器”等，曲面结晶器的拉锭速度和钢坯质量都有大幅提高，但在实际生产中却应用较少，国内除个别钢厂外基本都使用直面结晶器铜管，国外对曲面结晶器也是报道多应用少。主要原因是曲面结晶器对连铸工艺条件要求高，技术改造费用较大。因为其收缩补偿都是经过精确计算的，以严格控制各工艺参数为前提，否则将影响实际效果。另外，由于曲面结晶器的工艺宽容度太小，对实际生产时的操作要求也较高。三、
技术实现思路
本技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其能准确地降低结晶器铜管角部管壁的冷却强度，同时增加边部冷却，使铜管角部与边部冷却强度相等，较大幅度地提高了整个结晶器的冷却强度，有效提高铸坯质量和连铸效率。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特殊之处在于包括结晶器的铜管，所述结晶器的铜管角部管壁外部为突起。上述突起可以是蜂窝状突起或复合材料结构。上述蜂窝状突起可以在铜管上段沿纵向向下逐渐减小直到与边部管壁相等。上述铜管外壁边部可以采用波浪形。上述铜管下段角部倒锥度可以小于上段角部倒锥度。上述铜管内腔可以采用连续锥度曲线。上述铜管内腔可以采用多锥度曲线。上述铜管内腔可以采用单锥度曲线。与现有技术相比，本技术具有的优点和效果如下1、本技术使铜管角部的冷却强度与边部相同，即铜管横截面一周的冷却强度相同，则坯壳一周的凝固速度和厚度均匀，消除了角部气隙及坯壳角部应力产生的条件，也明显地提高了结晶器的冷却强度。其结果将显著地提高拉坯速度和钢坯质量。将均匀冷却高效结晶器直观、明确的原理对比钻石型、曲面型等曲面结晶器复杂的原理和结构，效果应与之相当或更好；2、本技术工艺宽容度大，技改费用低，利于生产操作。铜管角部和边部材料的导热系数各自不同，但是基本不变的常数，当结晶器的工艺条件如钢水温度、碳含量、冷却水温、水压发生波动时，角部和边部的热流将按其各自的导热系数分配，仍旧保持铜管角部和边部冷却强度的均匀。所以对连铸机进行改造时只需改换结晶器铜管和水套两重要部件即可。3、本技术适应各类倒锥度的结晶器，铜管内腔倒锥度只解决坯壳纵向收缩，而角部气隙问题在铜管外部解决。极大地简化了纵横两方面的收缩问题，便于结晶器铜管和连铸工艺设计，适应连续锥度、多锥度和单锥度各类铜管。四附图说明 附图为本技术的结构示意图。五具体实施方式参见附图，本技术针对结晶器铜管横截面角部冷却强度大于边部的根本原因，采用增加角部管壁热阻的措施，使角部与边部的冷却强度相同，从而使坯壳均匀冷却凝固。本技术采用应用高压铸造和复合材料的工艺，将铜管上段角部管壁外部制成蜂窝状突起1，也可制成复合材料结构，准确增加其热阻，热阻由角部向边部均匀降低，使铜管横截面一周的冷却强度相同，蜂窝状突起1在铜管上段沿纵向向下逐渐减小直到与边部管壁相等，相应铜管角部管壁的热阻在铜管上段沿纵向向下逐渐减小直到与边部管壁相等。管壁角部因增大热阻而增厚的部分加在铜管外壁，保持铜管内壁为直面形。即铜管外壁解决横截面角部与边部冷却不匀的问题，铜管内腔只考虑解决坯壳纵向收缩的气隙，可采用连续锥度、多锥度或单锥度曲线。另外，铜管外壁边部采用波浪形2以加大传热面积，提高边部冷却强度，并采用减小铜管下段角部倒锥度，以降低铜管与坯壳的摩擦力。权利要求1.一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于包括结晶器的铜管，所述结晶器的铜管角部管壁外部为突起。2.根据权利要求1所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述突起为蜂窝状突起(1)或复合材料结构。3.根据权利要求2所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述蜂窝状突起(1)在铜管上段沿纵向向下逐渐减小直到与边部管壁相等。4.根据权利要求3所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述铜管外壁边部采用波浪形(2)。5.根据权利要求4所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述铜管下段角部倒锥度小于上段角部倒锥度。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述铜管内腔采用连续锥度曲线。7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述铜管内腔采用多锥度曲线。8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其特征在于所述铜管内腔采用单锥度曲线。专利摘要本技术涉及一种炼钢连铸用均匀冷却高效结晶器，其能准确地降低结晶器铜管角部管壁的冷却强度，同时增加边部冷却，使铜管角部与边部冷却强度相等，较大幅度地提高了整个结晶器的冷却强度，有效提高铸坯质量和连铸效率。本技术铜管角部管壁外部为蜂窝状突起，蜂窝状突起可在铜管上段沿纵向向下逐渐减小直到与边部管壁相等，铜管外壁边部可采用波浪形。文档编号B22D11/04GK2652559SQ0326272公开日2004年11月3日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日专利技术者周嘉平 申请人:周嘉平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周嘉平，
申请(专利权)人：周嘉平，
类型：实用新型
国别省市：