專利名稱：生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶器的制作方法
技術領域：
所屬領域本實用新型裝置屬于連鑄設備的制造領域。特別適用于制備無振痕方坯、板坯、圓坯的連鑄設備用結(jié)晶器。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，連鑄設備結(jié)晶器的銅管或銅板通常是設計成為直形或弧形，由于鋼液于結(jié)晶器中凝固時在彎月面處所形成的初始凝固殼，容易在連鑄坯的部分表面產(chǎn)生缺陷，如振痕、氣孔、皮下夾渣等和一些內(nèi)部缺陷，產(chǎn)品內(nèi)部形成卷渣等現(xiàn)象，上述問題均易發(fā)生在彎月面區(qū)域。為了控制連鑄澆鑄液面的穩(wěn)定性，目前發(fā)達國家也在大力開發(fā)連鑄結(jié)晶器的電磁制動技術；通過利用結(jié)晶器熱頂技術來減小振痕的深度；和采用電磁攪拌技術來增加等軸晶率與減少成分偏析。所有這些都是為了彌補目前結(jié)晶器結(jié)構的不足，但是采用這些技術的結(jié)果不僅能增加了生產(chǎn)成本，而且在實際生產(chǎn)中的使用效果也不很理想。
發(fā)明目的與內(nèi)容本實用新型裝置的目的是提出一種結(jié)構簡單、合理，制造費用少，而且能有效地改善產(chǎn)品性能，和生產(chǎn)無振痕連鑄坯的結(jié)晶器裝置。
根據(jù)本實用新型所提出的連鑄結(jié)晶器裝置，其工作原理和解決現(xiàn)有技術中所存在問題的方案是，在結(jié)晶器內(nèi)彎月面區(qū)域設計有若干個冷卻釘，它們與結(jié)晶器連結(jié)為整體，這樣增加了結(jié)晶器的冷卻面積；由于有冷卻釘在結(jié)晶器內(nèi)對熔液的加速冷凝、形核結(jié)晶，使熔液流沿冷卻釘之間縫隙形成初始液固相，它們位置高低不一，結(jié)晶方向雜亂無章，但是在某一瞬間又聯(lián)為一體，在結(jié)晶器振動時由于坯殼與冷卻釘產(chǎn)生相對運動，使得該區(qū)域的初始凝殼和晶體被撕碎成為眾多小晶體游離于熔液中，要么被重新溶解要么成為晶核；隨著結(jié)晶器的頻繁振動，彎月面冷卻釘區(qū)域不易形成初始凝殼，通過降低熔液的過熱度，可有效地提供大量游離晶核，為冷卻釘區(qū)域下沿形成初始凝殼提供了過冷和結(jié)晶條件；這種加速凝固模式使初始凝固殼產(chǎn)生于冷卻釘區(qū)域帶下沿，由此避免了傳統(tǒng)的鐮刀狀彎月面使得連鑄坯產(chǎn)生振痕的現(xiàn)象，并且由于大量晶核的存在，等軸晶率將提高，有利于改善連鑄坯的內(nèi)部疏松和成分偏析。根據(jù)以上內(nèi)容的介紹，我們可根據(jù)附圖來詳細描述該連鑄結(jié)晶器1裝置的具體結(jié)構，本實用新型生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶器裝置的組成是在連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁面上有冷卻釘2，其特征在于連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁面上部分的冷卻段3處按設計要求分布有冷卻釘2，冷卻釘2的高度為2-15mm，每個冷卻釘2之間的間距≥5mm，冷卻段3的上端距連鑄結(jié)晶器1上端間距為50-150mm，冷卻段3的下端距連鑄結(jié)晶器1下端間距應≥200mm。該裝置的其他特征還有連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁面上的冷卻段3處所設計的冷卻釘2為均勻分布。在連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁面上的冷卻段3處所設計冷卻釘2的高度均相同。為了使連鑄結(jié)晶器1更適合特殊要求的使用，也可將連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁面上的冷卻釘2設計為不同的高度。將連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁面上的冷卻段3處的冷卻釘2根據(jù)設計要求為不均勻分布。下面根據(jù)附圖來敘述本實用新型裝置的工作過程，從附圖中可看到，當熔液自熔爐包流入連鑄結(jié)晶器1內(nèi)時，在連鑄結(jié)晶器1內(nèi)壁處的冷卻段3面上，冷卻釘2起到重要的快凝降溫的作用，由于冷卻釘2具有較低的溫度和快速降溫的作用，因此在冷卻段3處生成部份熔液的凝殼或結(jié)晶，隨著熔液流不斷的注入、沖刷和連鑄結(jié)晶器1連續(xù)的振動，很容易將初始凝殼或結(jié)晶體沖碎并游離于熔液中，由于該碎晶4具有很強的均勻降溫效果，使熔液在通過冷卻段3并經(jīng)冷卻釘2作用后，便集聚了很強的過冷能量和再結(jié)晶儲蓄能，因此當熔融金屬液通過本實用新型連鑄結(jié)晶器1裝置時，經(jīng)冷卻段3內(nèi)冷卻釘2快凝冷卻和該結(jié)晶器1的連續(xù)振動，使連鑄坯內(nèi)形成的等軸晶率顯著提高，并且也避免產(chǎn)生連鑄坯振痕現(xiàn)象，利于改善連鑄坯的內(nèi)部疏松和成分偏析。另外還可根據(jù)所生產(chǎn)連鑄坯的使用性能要求，在該連鑄結(jié)晶器1裝置中冷卻段3內(nèi)的冷卻釘2，還可以設計為不等高度和不同形狀、數(shù)量的冷卻釘2，這樣不但可以滿足不同類形的連鑄坯的制備，而且還能有效的控制連鑄坯的生產(chǎn)速率和縮小熔融金屬的液固相變區(qū)，這對連鑄技術是非常重要的。
采用本實用新型連鑄結(jié)晶器裝置與現(xiàn)有技術相比較，具有結(jié)構簡單、合理，結(jié)晶器改造投資少和有效地改善連鑄坯產(chǎn)品缺陷等特點。另外本實用新型裝置在生產(chǎn)過程中還能提高連鑄結(jié)晶內(nèi)的冷卻速度，增加凝固形核率，消除初始凝固部分的過熱度，能有效地提高等軸晶率，消除連鑄坯表面振痕，減小成分偏析和操作簡單。


本實用新型裝置附圖為生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶器的部份結(jié)構工作示意圖；在附圖中1為連鑄結(jié)晶器1；2冷卻釘；3為冷卻段；4為碎晶。
權利要求1.一種生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶器裝置，該裝置的組成是在連鑄結(jié)晶器(1)內(nèi)壁面上有冷卻釘(2)，其特征在于連鑄結(jié)晶器(1)內(nèi)壁面上部的冷卻段(3)處按設計要求分布有冷卻釘(2)，冷卻釘(2)的高度為2-15mm，每個冷卻釘(2)之間的間距≥5mm，冷卻段(3)的上端距連鑄結(jié)晶器(1)上端間距為50-150mm，冷卻段(3)的下端距連鑄結(jié)晶器(1)下端間距應≥200mm。
2.根據(jù)權利要求1所述生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶裝置，其特征還有連鑄結(jié)晶器(1)內(nèi)壁面上的冷卻段(3)處所設計的冷卻釘(2)為均勻分布。
3.根據(jù)權利要求1所述生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶裝置，其特征是在連鑄結(jié)晶器(1)內(nèi)壁面上的冷卻段(3)處所設計冷卻釘(2)的高度均相同。
4.根據(jù)權利要求1所述生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶裝置，其特征在于連鑄結(jié)晶器(1)內(nèi)壁面上的冷卻段(3)處的冷卻釘(2)根據(jù)設計要求為不均勻分布。
5.根據(jù)權利要求1所述生產(chǎn)無振痕連鑄坯用結(jié)晶裝置，其特征在于連鑄結(jié)晶器(1)內(nèi)壁面上的冷卻釘(2)設計為不同的高度。
專利摘要本實用新型裝置屬于連鑄設備的制造領域，特別適用于制備無振痕方坯、板坯、圓坯的連鑄設備用結(jié)晶器。該結(jié)晶器裝置的特征在于連鑄結(jié)晶器內(nèi)壁面上部的冷卻段處按設計要求分布有冷卻釘，高度為2－15mm，每個冷卻釘之間的間距≥5mm，冷卻段的上端距連鑄結(jié)晶器上端間距為50－150mm，冷卻段的下端距連鑄結(jié)晶器下端間距應≥200mm，冷卻釘可根據(jù)設計要求為不均勻分布和不同的高度。采用本實用新型連鑄結(jié)晶器裝置與現(xiàn)有技術相比較，具有結(jié)構簡單、合理，結(jié)晶器改造投資少和有效地改善連鑄坯產(chǎn)品缺陷等特點。
文檔編號B22D11/055GK2650907SQ0327968
公開日2004年10月27日 申請日期2003年9月16日 優(yōu)先權日2003年9月16日
發(fā)明者顏慧成, 郭征, 劉瀏, 張孟亭 申請人:鋼鐵研究總院