[发明专利]一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器

说明书

本发明提供了一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器，涉及钢铁冶金技术领域，不仅具有很强的换热能力，还有利于坯壳和结晶器紧密贴合，能够保证结晶器的换热效率和坯壳的均匀性，满足铸坯质量要求；该结晶器包括四块铜板，用于组合成长条形的结晶器壳体，所述结晶器壳体的内腔截面为方形；水槽，设于所述结晶器壳体的外表面，用于增加结晶器与冷却水的接触面积；倒角，设于相邻两块铜板连接处的内角，用于方便下渣和减少铸坯角部缺陷；锥度，所述结晶器壳体的内表面带有锥度，用于补偿铸坯的凝固收缩。本发明提供的技术方案适用于小方坯结晶的过程中。

【技术领域】

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器。

【背景技术】

普通管式小方坯结晶器采用水缝和铜管接触换热，能够满足常规拉速连铸生产的要求。但在高拉速的连铸生产条件下，小方坯在结晶器内停留时间缩短，使得铸坯凝固坯壳厚度减小、坯壳与结晶器之间的摩擦力增大；若采用普通管式结晶器，其冷却能力不足，形成的凝固坯壳较薄，没有足够的强度抵抗钢水静压力，容易引发漏钢事故。因此，高拉速连铸生产要求结晶器有足够冷却强度且导热均匀，以保证结晶器出口处坯壳有一定的安全厚度来抵抗钢水静压力而不发生变形和漏钢。

中国专利CN106825465A公开了一种防止缺陷的结晶器，水箱设置一个进水室和多个出水室，冷却水槽和进水室和出水室连通，冷却水槽的截面积在弯月面区域变小，并且出水室可以连接阀门，通过控制水流调节弯月面区域的水流量，起到了降低结晶器弯月面区冷却强度，有效预防或减少连铸坯产生裂纹，提高了连铸坯质量。然而上述专利没有考虑到冷却水槽的形状尺寸和分布，没有对铸坯角部的铜板水槽进行设计，当冷却水槽均匀分布在铜板上时，开水槽处铜板的换热能力相当，但铸坯角部受二维传热影响冷却较快，容易形成凹陷和裂纹等角部缺陷。

中国专利CN207642259U公开了一种高拉速均衡高效传热结晶器铜管，通过将普通方坯或矩形坯结晶器铜管冷面开槽，增强铸坯的对流换热，且对结晶器不同位置开槽宽度、深度和密度进行调整，使铸坯各处温度和应力均匀，能够有效避免铸坯由温度和应力不均等引起的缺陷，提高拉速的同时提高铸坯质量。然而该结晶器采用一体式铜管设计，无法拆卸，当铜管内壁损伤到一定程度就需替换新的结晶器，无法对其修磨，只有一次使用寿命，不能重复多次使用。

中国专利CN206763871U公开了一种炼钢连铸用均匀冷却高拉速结晶器，该结晶器为方形或矩形铜管，通过将普通方坯或矩形坯结晶器铜管下部四个角部切除，适当增强铸坯在偏离角区域的对流换热，能够有效避免铸坯角部和偏离角区域出现凹陷和裂纹等缺陷，提高铸坯质量。然而结晶器铜管下部四个角部被切除后，铜管的刚度降低，不能对铸坯起到良好的支撑作用，此时结晶器内铸坯坯壳较薄，受到钢水静压力作用容易引起变形和漏钢；此外该结晶器采用一体式铜管设计，无法拆卸，当铜管内壁损伤到一定程度就需替换新的结晶器，无法对其修磨，只有一次使用寿命，不能重复多次使用。

因此，有必要研究一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器，不仅具有很强的换热能力，还有利于坯壳和结晶器紧密贴合，能够保证结晶器的换热效率和坯壳的均匀性，满足铸坯质量要求。

一方面，本发明提供一种组合式可修复小方坯高拉速结晶器，其特征在于，所述结晶器包括：

四块铜板，用于组合成长条形的结晶器壳体，所述结晶器壳体的内腔截面为方形；

水槽，设于所述结晶器壳体的外表面，用于增加结晶器与冷却水的接触面积；

倒角，设于相邻两块铜板连接处的内角，用于方便下渣和减少铸坯角部缺陷；

所述结晶器壳体的内表面带有锥度，用于补偿铸坯的凝固收缩。