[实用新型]一种管坯连铸用多边形曲面内壁结晶装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金行业连续铸造或半连续铸造领域，特别涉及一种管坯连铸用多边形曲面内壁结晶装置。 

背景技术

多年来冶金界提出许多连铸或半连续铸造空心管坯的技术方案，但均未在实际生产中获得应用。其问题关键是结晶器技术方案未满足生产要求。凝固时发生收缩是钢的特性，而传统的采用圆形断面的结晶器内壁则使结晶器内钢液面附近形成的初期凝固坯壳紧紧包裹住结晶器内壁，此时管坯内部坯壳还受到钢水静压力作用，这时即使采取润滑措施和振动也难以“脱模”，在这种情况下高温坯壳能承受的拉力还不足以客服管坯内部坯壳和结晶器内壁之间的摩擦阻力，不能将管坯连续顺利地拉出来，结果造成拉断漏钢。 

发明内容

为了解决上述传统空心管坯难以“脱模”及容易造成拉断漏钢事故的问题，本实用新型利用钢的“凝固收缩”特性，提供一种管坯连铸用多边形曲面内壁结晶装置。 

本实用新型的技术方案是：一种管坯连铸用多边形曲面内壁结晶装置，其特征在于，所述的结晶装置内壁的横断面为多边形曲面。

所述的多边形曲面至少为八个边或角，并且圆弧边的半径Rw大于圆弧角的半径Rn，Rw最大时，在极限工况下圆弧边趋为直线。

所述的圆弧边的半径Rw和圆弧角的半径Rn之间的过渡为二者相切，或二者通过一段直线相切。

所述的多边形曲面是等分或非等分的。

所述的结晶装置内壁钻有通水冷却孔，并内置芯棒或封堵的水管。

所述的结晶装置内壁沿拉坯方向长度为500mm-900mm，在其长度方向上有1%-3%上大下小的锥度。 

本实用新型的优点是：本实用新型提供的多变曲面内壁结晶装置，能够顺利的将管坯连续从结晶装置内拉出而不会漏钢，保证了管坯的质量，满足了实际生产中空心管坯的连续或半连续铸造。 

下面结合实施例附图及实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。 

附图说明

图1为本实用新型结晶装置横断面的示意图； 

  图2为本实用新型管坯内部的初生凝固坯壳及其收缩状况的示意图；

  图中，1、结晶装置外壁；2、管坯外部坯壳；3、管坯内部坯壳；4、结晶装置内壁冷却进水；5、结晶装置内壁；6、通水冷却孔；7、钢液；8、 坯壳收缩方向。

具体实施方式

图1为本实用新型结晶装置横断面的示意图，从图中可看出，本实用新型所述结晶装置内壁5的横断面，即结晶装置内壁5与管坯内部坯壳3的接触面，为多边形曲面。此设计是利用钢的“凝固收缩”特性来解决连铸或半连续铸造空心管坯时拉断漏钢问题。多边形曲面即一个多边形每条边为曲线，由此多边形拉伸得到的外表面即为多边形曲面。 

图2为本实用新型管坯内部的初生凝固坯壳及其收缩状况的示意图，从图中可看出，在结晶装置内壁5多边形曲面的圆弧边部分，初期形成的管坯内部坯壳3因凝固收缩有脱离结晶装置内壁5的趋势，而在结晶装置内壁5多边形曲面的圆弧角部分，初期形成的管坯内部坯壳3因凝固收缩有包紧结晶装置内壁5的趋势。由于Rw≧Rn，即结晶装置内壁5的圆弧边半径大于结晶装置内壁5圆弧角的半径，使得管坯内部坯壳3脱离结晶装置内壁5的部分的界面长度大于管坯内部坯壳3压紧结晶装置内壁5的部分的界面长度，在整个结晶装置内壁5的横断面上，管坯内部坯壳3与结晶装置内壁5接触面的周长有脱离结晶装置内壁5的趋势，而不是紧紧包裹住结晶装置内壁5，这样就能保证在有振动和润滑的条件下，连续顺利地把管坯拉出结晶装置，避免拉断漏钢事故。 

优选的，所述多边曲面至少为八个边或角，并且圆弧边的半径Rw大于圆弧角的半径Rn，Rw最大时，圆弧边可以趋为直线。其中，Rw和Rn之间的过渡为二者相切，或二者通过一段直线相切。所述多边曲面是等分或非等分的。 

作为进一步的改进方案，所述结晶装置内壁钻有通水冷却孔，如图1所示，并内置芯棒或封堵的水管。芯棒或水管插入结晶装置内壁5，冷却水通过芯棒或水管进入结晶装置内壁5的通水冷却孔6。

所述结晶装置内壁5沿拉坯方向长度为500mm-900mm，根据所浇注不同钢种的不同凝固收缩率，在其长度方向上有1%-3%上大下小的锥度。

本实用新型提供的多变曲面内壁结晶器，能够顺利的将管坯连续从结晶装置内拉出而不会漏钢，保证了管坯的质量，满足了实际生产中空心管坯的连续或半连续铸造。

 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。