連鑄結(jié)晶器的窄面銅板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種連鑄結(jié)晶器的窄面銅 板。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界冶金技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代連鑄技術(shù)不斷進步，可澆鑄鋼種不斷擴大，一些高 合金、高品質(zhì)、高裂紋敏感性鋼種已經(jīng)不斷在大型鋼鐵企業(yè)連鑄生產(chǎn)流程中得以生產(chǎn)；這其 中主要的技術(shù)進步之一是大斷面鑄坯連鑄技術(shù)的發(fā)展；大斷面鑄坯連鑄技術(shù)的發(fā)展，鋼材 的壓縮比增加，鋼材的產(chǎn)品質(zhì)量提高；但鑄坯斷面的增大帶來的不利影響就是：在連鑄過 程中由于鑄坯體積較大，在凝固的過程中其由液相變?yōu)楣滔鄷r，體積收縮使得在結(jié)晶器下 部的空腔中，鑄坯與結(jié)晶器銅板之間產(chǎn)生間隙，從而嚴重影響了鑄坯的散熱，使其下部拉出 的鋼坯表面產(chǎn)生大量的裂紋以及邊角開裂率高的現(xiàn)象，而且由于散熱較慢使鑄坯外皮過薄 可能導(dǎo)致壓力不均勻造成鑄坯表面產(chǎn)生壓痕，尤其是近年來大板坯連鑄機的鑄坯厚度已經(jīng) 達到220~450mm厚度以上，大方還和大矩形還厚度更是達到了 350~500mm以上，如果由 于產(chǎn)生間隙較大導(dǎo)致散熱不均勻，輕則停機檢查，重則受壓造成鋼坯鋼皮破裂導(dǎo)致鋼水泄 漏的嚴重生產(chǎn)事故；在CN202415652中公開了一種內(nèi)型腔可調(diào)式板坯結(jié)晶器，包括結(jié)晶器 單體，結(jié)晶器單體包括兩個相對且活動設(shè)置的夾持體，所述夾持體包括由一塊銅板和多塊 鋼板圍成的密閉冷卻水腔，所述銅板設(shè)置于兩冷卻水腔相對面；所述結(jié)晶器單體還包括兩 個相對且活動設(shè)置于所述兩夾持體之間的內(nèi)夾體，所述內(nèi)夾體包括由一塊銅板和多塊鋼板 圍成的密閉冷卻水腔，所述銅板設(shè)置于兩冷卻水腔相對面；所述夾持體和內(nèi)夾體的銅板共 同圍成了所述結(jié)晶器單體的內(nèi)型腔，所述夾持體設(shè)置有固定內(nèi)夾體的可調(diào)緊固裝置，該結(jié) 晶器只需用一套夾持體配以多套內(nèi)夾體即可生產(chǎn)多種規(guī)格的板坯，其在增強了結(jié)晶器的適 應(yīng)性，然而并未充分考慮到鋼水在結(jié)晶過程中體積的縮小帶來的問題，收縮的體積會使得 結(jié)晶器的下部的鋼坯與結(jié)晶器窄板的內(nèi)壁出現(xiàn)導(dǎo)熱不良的現(xiàn)象發(fā)生。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于克服上述不足，公開了一種在彈性支撐件的作用下使得鋼 水在凝固的過程中鋼坯始終緊貼結(jié)晶器內(nèi)壁的連鑄結(jié)晶器的窄面銅板。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案：
[0005] -種連鑄結(jié)晶器的窄面銅板，包括工作銅板和背板，所述工作銅板內(nèi)設(shè)置冷卻機 構(gòu)，所述工作銅板的背面上部通過固定支撐件與所述背板連接，所述工作銅板的背面下部 通過彈性支撐件與所述背板連接。
[0006] 所述工作銅板的兩側(cè)面下部設(shè)置凹面。
[0007] 所述固定支撐件與彈性支撐件的分布區(qū)域從工作銅板兩側(cè)面的凹面起始端連線 處分開。
[0008] 所述凹面與工作銅板側(cè)面上部的高度差為0. 05~0. 25 mm。
[0009] 所述凹面的起始端設(shè)置在距離工作銅板上端1/5~1/3距離處。
[0010] 所述凹面為平面。
[0011] 本實用新型的有益效果：
[0012] 1.采用工作銅板的背面上部通過固定支撐件與背板相連接，背面下部通過彈性支 撐件與背板相連接，在本裝置裝配成結(jié)晶器后，由于上部固定，因此利于鋼水傾倒與鋼坯外 殼的形成，在下部牽引輥的牽引下使形成的鋼坯向下移動，由于鋼水凝結(jié)使體積縮小，并在 鋼坯與結(jié)晶器銅板側(cè)壁之間產(chǎn)生空氣層，這嚴重影響了鋼坯的散熱性，因此采用在下部設(shè) 置彈性支撐的結(jié)構(gòu)，使工作銅板的下部具備一定的形變范圍，進而保證結(jié)晶器銅板緊貼鑄 坯。
[0013] 2.為了保證彈性的效果，在工作銅板下部設(shè)置寬度小于上部寬度的凹面，通過實 驗優(yōu)選的采用凹面與側(cè)面上部高度落差在0. 05~0. 25毫米之間形成的凹平面，整個面加 工一次裝夾成型，保證其能夠與寬板側(cè)壁之間產(chǎn)生極小的縫隙，實現(xiàn)一種似接非接的臨界 狀態(tài)，不僅能夠保證工作銅板下部的自由活動也保證具備很好的密封性，從而可以防止鋼 渣的侵入。
[0014] 3.將凹面的起始端設(shè)置在工作銅板自上端向下的五分之一至三分之一處，這種設(shè) 計方式使得上部通過背板與結(jié)晶器的寬板限位固定，可以防止整板活動導(dǎo)致的鋼水泄漏的 現(xiàn)象，也為下部的彈性支撐件提供了較長的形變距離，避免形變點集中造成的工作銅板長 期使用性能下降的現(xiàn)象。
[0015] 4.采用的工作銅板內(nèi)設(shè)置冷卻機構(gòu)，也可在工作銅板背部直接連冷卻機構(gòu)，然后 在連接固定支撐與彈性支撐，這兩種設(shè)計均能實現(xiàn)工作銅板很好的散熱以及工作銅板下部 的自由移動，而直接設(shè)置在工作銅板的冷卻機構(gòu)，可以設(shè)置成散熱水槽或散熱水孔，以此來 增強散熱效果，由于具備獨立的冷卻機構(gòu)使得本裝置具備很好的適應(yīng)性。
[0016] 5.本實用新型克服了長期以來在連鑄結(jié)晶器領(lǐng)域，本領(lǐng)域技術(shù)人員因為擔心漏鋼 和其內(nèi)高溫的因素不敢將連鑄中的工作銅板設(shè)計為活動式的技術(shù)偏見，為本領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng) 新提供了新的方向。
[0017] 本實用新型采用上部固定支撐下部設(shè)置彈性支撐的結(jié)構(gòu)形式，使得結(jié)晶器中的鋼 坯始終緊貼工作銅板面，時刻保持極佳的散熱性，保證鋼坯的生產(chǎn)質(zhì)量，在同等資源條件下 最大限度的發(fā)揮了其實用價值，值得應(yīng)用與推廣。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是本實用新型的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4是本實用新型凹面處的結(jié)構(gòu)放大示意圖；
[0022] 圖5是本實用新型凹面處的另一種實施方式；
[0023] 圖6是本實用新型另一種俯視的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了進一步的說明本實用新型的優(yōu)越性，對本實用新型的性能進行不同數(shù)據(jù)的測 試：
[0025] 第一組：采用相同的結(jié)晶器銅板分別采用全部固定連接和本實用新型的結(jié)構(gòu)形 式，分別測試鋼坯的裂紋情況、邊角開裂率和使用壽命，獲得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：
[0027] 注：本組實驗測試為生產(chǎn)200~240毫米不銹鋼板獲得的數(shù)據(jù)，連續(xù)對200套設(shè)備 進行測試獲得的平均范圍值。
[0028] 由上表可以看出雖然采用相同結(jié)晶器銅板均應(yīng)用在生產(chǎn)200~240毫米厚度的不 銹鋼連鑄結(jié)晶器中，經(jīng)過200套設(shè)備連續(xù)不斷的生產(chǎn)獲得平均數(shù)值可以看出，本實用新型 不僅減少了裂紋率而且邊角開裂率與使用壽命也得到了極大的提升且未增加成本；由于全 部彈性連接和上部彈性下部固定的方式，在試驗中由于漏鋼因此未采用上述結(jié)構(gòu)。
[0029] 第二組：采用本實用新型上部固定支撐下部彈性支撐的方式，分別設(shè)置凹平面、斜 角面、倒斜角面和曲面，分別測試密封性與摩擦系數(shù)，獲得的數(shù)據(jù)如下：
[0031] 注：本組實驗測試為每項測試200次，密封性的測試是采用1. 8米長的銅板在其下 部分別設(shè)置在1/3、1/4、1/5處為起始端獲得的平均數(shù)據(jù)。
[0032] 由上表可以看出盡管均采用工作銅板上部寬度大于下部寬度且均在本實用新型 高度落差范圍內(nèi)，但獲得的密封性與摩擦系數(shù)相差較大，而采用凹平面的方式不僅獲得的 密封性優(yōu)而且摩擦系數(shù)小，利于彈性支撐的同時保證密封性，且具有很好的密封效果，優(yōu)化 的試驗方案在凹平面處設(shè)置石墨層，其高度小于等于凹面的高度差，可使得摩擦系數(shù)減小 至0. 03且密封性非常好，裝配在成型后可承受10個大氣壓高壓水2小時沖擊無泄漏。
[0033] 第三組：采用本實用新型上部固定支撐下部彈性支撐的方式，分別在1/5、1/4、 1/3處設(shè)置凹面起始點，分別測試下端的安全形變位移和形變次數(shù)，獲得的數(shù)據(jù)如下：
[0035] 注：本組實驗測試為每項測試200次，生產(chǎn)320*280mm方坯的1. 8米長銅板在其下 部分別設(shè)置在1/3、1/4、1/5處為起始端獲得的平均數(shù)據(jù)。
[0036] 由上表可以看出在1/4處綜合性能最佳，不僅安全形變次數(shù)達到最佳而且邊角開 裂率為〇. 9~1. 2之間，可見，在此處安全形變位移為最佳。
[0037] 以下結(jié)合具體實施例進一步說明本實用新型的優(yōu)越性：
[0038] 如圖1-4所示：實施例一：
[0039] -種連鑄結(jié)晶器的窄面銅板，包括工作銅板1和背板3,所述工作銅板1內(nèi)設(shè)置冷 卻機構(gòu)7,所述工作銅板1的背面上部通過固定支撐件2與所述背板3連接，所述工作銅板 1的背面下部通過彈性