[发明专利]一种重型H型钢结晶器及设计方法

权利要求书

1.一种重型H型钢结晶器的设计方法，其特征在于，所述重型H型钢结晶器包括贯通设置的型腔，所述型腔包括腹板内弧段、腹板外弧段、翼缘内弧段、翼缘外弧段、翼缘边缘段，所述腹板内弧段和所述腹板外弧段形成腹板腔，所述翼缘内弧段、所述翼缘外弧段、所述翼缘边缘段形成翼缘腔，所述翼缘内弧段的端部和所述腹板内弧段的端部连接，所述翼缘外弧段的端部和所述腹板外弧段的端部连接，所述翼缘边缘段的两端分别连接所述翼缘内弧段和所述翼缘外弧段，两所述翼缘腔对称设置在所述腹板腔两端从而形成横截面为H型的所述型腔；

所述型腔内部沿所述型腔的延伸方向依次排列设置有若干等宽设置的倒锥度段，各所述倒锥度段上均包括设置在所述腹板内弧段上的腹板内弧锥度段、设置在所述腹板外弧段上的腹板外弧锥度段、设置在所述翼缘内弧段上的翼缘内弧锥度段、设置在所述翼缘外弧段上的翼缘外弧锥度段、设置在所述翼缘边缘段上的翼缘边缘锥度段，所述腹板内弧锥度段、所述腹板外弧锥度段、所述翼缘内弧锥度段、所述翼缘外弧锥度段、所述翼缘边缘锥度段均设置为平面，通过设置连续连接的不同倾斜度的倒锥度段以在所述腹板内弧段、所述腹板外弧段、所述翼缘内弧段、所述翼缘外弧段上形成类圆弧状的弧形端面，所述翼缘边缘段上形成倾斜平端面；

所述的重型H型钢结晶器的设计方法，包括：

S1，通过根据H型铸坯冷坯的尺寸，设置下型腔口尺寸，所述下型腔口尺寸包括腹板尺寸、翼缘尺寸、宽度尺寸、转角尺寸；

S2，基于所述下型腔口尺寸设计翼缘外弧弧形端面的半径，并基于翼缘外弧弧形端面的半径设计翼缘内弧弧形端面的半径，通过翼缘外弧弧形端面的半径和翼缘内弧弧形端面的半径，以设计翼缘内弧锥度段和翼缘外弧锥度段的各倒锥度；

S3，基于翼缘内弧锥度段和翼缘外弧锥度段的倒锥度，并基于所述下型腔口尺寸，设计腹板内弧弧形端面的半径和腹板外弧弧形端面的半径，并基于腹板内弧弧形端面的半径和腹板外弧弧形端面的半径，以设计腹板内弧锥度段和腹板外弧锥度段的各倒锥度；

S4，基于腹板内弧锥度段和腹板外弧锥度段的倒锥度，设计在宽度方向上的两翼缘边缘平端面的倾斜角度，并进一步设计翼缘边缘锥度段的各倒锥度；

所述倒锥度段的宽度设置为100mm；

所述腹板外弧半径的确定过程为，沿着浇铸半径按100mm间隔等分取值，再将若干直线段进行光滑连接，将最高点→中间点→最低点进行三点作弧做为基准弧，同时对间距宽度100mm处取值，并确定外弧半径的圆心坐标值；

所述腹板内弧半径的确定过程为，在确定好的腹板外弧半径间距100mm处作水平线，按优化设计的倒锥度进行长度取值，并做好点位标记，同理将最高点→中间点→最低点进行三点作弧做为基准弧，同时对间距宽度100mm处取值，并确定内弧半径的圆心坐标值；

所述翼缘外弧半径的确定过程为，沿着浇铸半径按100mm间隔等分取值，再将若干直线段进行光滑连接，将最高点→中间点→最低点进行三点作弧做为基准弧，同时对间距宽度100mm处取值，并确定外弧半径的圆心坐标值；

所述翼缘内弧半径的确定过程为，在确定好的翼缘外弧半径间距100mm处作水平线，按优化设计的倒锥度进行长度取值，并做好点位标记，同理将最高点→中间点→最低点进行三点作弧做为基准弧，同时对间距宽度100mm处取值，并确定内弧半径的圆心坐标值。

2.如权利要求1所述的一种重型H型钢结晶器的设计方法，其特征在于，所述翼缘内弧段的端部和所述腹板内弧段的端部通过倾斜的第一过渡段连接，所述翼缘外弧段的端部和所述腹板外弧段的端部通过倾斜的第二过渡段连接。

3.如权利要求2所述的一种重型H型钢结晶器的设计方法，其特征在于，所述第一过渡段和所述腹板内弧段、所述第二过渡段和所述腹板外弧段通过第一圆弧段圆弧过渡，所述第一圆弧段的半径均相同，且沿所述型腔的延伸方向所述第一圆弧段的半径保持一致。

4.如权利要求3所述的一种重型H型钢结晶器的设计方法，其特征在于，所述第一过渡段和所述翼缘内弧段、所述第二过渡段和所述翼缘外弧段通过第二圆弧段圆弧过渡，所述第二圆弧段的半径均相同，且沿所述型腔的延伸方向所述第二圆弧段的半径保持一致。