[实用新型]H型组合式结晶器

说明书

技术领域

本申请涉及一种H型组合式结晶器，更具体地讲，本申请涉及一种能够改善H型铸坯腹板凝固质量的H型组合式结晶器。

背景技术

结晶器是一个水冷的铜模，是连铸机极其重要的核心部件。钢水在结晶器内冷却，初步凝固成形，并具有一定厚度的坯壳，这一过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对运动下完成的，因此结晶器具有良好且均匀的导热性和刚性，以使凝固过程均匀、平稳。

现有技术的结晶器由铜板或铜管与外面的钢结构组成，铜板或铜管的作用是将钢水的热量传递给冷却水。这样的结晶器一般有两类：（1）内表面没有镀层或涂层的结晶器；（2）内表面镀上一层厚度约为20～80微米、比铜耐磨的金属或合金（如镍或铬的合金）的结晶器，增加该镀层的目的在于提高结晶器的使用寿命和减缓铜板磨损，但是不能够改变结晶器原来的导热性能。而当前的连铸生产中，结晶器的导热性是显著影响连铸坯质量的重要因素。

无论哪一种类型的结晶器，已经凝固的坯壳与结晶器内壁接触的散热形式可以视为一维传热，H型结晶器腹板部也视为一维传热，但是铸坯腹板较薄，导热率高于其他部位，因此，常常导致腹板部急剧冷却，严重影响凝固质量甚至出现裂纹。

具体而言，H型组合式结晶器内铸坯腹板处坯壳受结晶器壁作用，可看做处于一维传热状态，与翼缘相比厚度较薄，热流量大使腹板急剧冷却，腹板坯壳中心处与两端相比存在温度梯度，在冷却强度一样的情况下，铸坯腹板中部冷却较快，较早形成坯壳，两端冷却较慢，较晚形成坯壳，从而导致腹板坯壳受应力作用，严重时腹板中部坯壳在应力作用下形成腹板纵向裂纹。由于腹板中部冷却快，使初生坯壳收缩较早，从凝固开始就形成不均匀气隙，导致热阻急剧增加，影响坯壳均匀生长。无论内表面是有或无镀层、涂层的结晶器，都无法改变结晶器原来的导热性。

中国专利申请CN1401449A公布一种适用于连铸设备中的具有隔热耐磨镀层的结晶器产品。该结晶器的组成是在结晶器铜壁的外部套有水套，在结晶器内的铜壁上部涂有隔热耐磨镀层，但是该专利申请没有考虑到由于H型结晶器形状不同以及散热环境的不同对连铸坯腹板产生的特殊影响，无法在有效改善连铸坯的表面和内部质量的同时兼顾H型铸坯腹板部凝固质量。

为解决上述问题，业界更普遍的做法是，考虑到H型铸坯腹板的均匀冷却，减少H型铜管腹板部水腔体积，但是依旧无法解决H型铸坯腹板部均匀冷却的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种H型组合式结晶器，以解决现有技术存在的铸坯腹板中部的冷却问题。

本申请的目的在于提供一种H型组合式结晶器，以解决现有技术存在的铸坯腹板冷却不均匀的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种H型组合式结晶器，包括两个凸缘宽板以及两个窄板，其中，每一个凸缘宽板包括向中间凸出形成的腹板和位于所述腹板两侧的翼缘，所述腹板在铸坯时用于限定形成H型铸坯的腹板部位，所述翼缘与所述窄板在铸坯时共同作用以限定形成H型铸坯的翼缘部位；所述翼缘包括翼稍和位于所述腹板和所述翼稍之间的翼缘斜面部，所述窄板设置于相对的两个所述翼稍的内部；所述窄板的工作壁外侧设置有多个水管，所述腹板和所述翼缘的工作壁外侧沿所述凸缘宽板的长度方向设置有多个水管，并且位于所述腹板中心线附近的所述水管的截面积最小。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，所述水管为圆管型水管或方管型水管。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，所述水管对称分布于所述腹板中心线两侧。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，所述腹板中心线上的所述水管的截面积最小。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，所述腹板的工作壁外侧的所述多个水管的截面积沿所述腹板中心线往翼缘方向逐渐增大，靠近翼缘处的水管的截面积最大。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，所述腹板的工作壁外侧的所述腹板中心线处的所述水管的直径或宽度为12～16mm。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，靠近所述腹板翼缘处的所述水管的直径或宽度为32～36mm。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，所述腹板宽度内所述水管的个数为5～11个。

根据上述H型组合式结晶器的一种优选实施方式，其中，沿所述腹板中心线处往翼缘方向，所述腹板的工作壁外侧的所述水管的直径或宽度按等差数列的方式增大，公差为4～12mm。