[发明专利]一种连铸薄板坯结晶器

说明书

本发明公开了一种连铸薄板坯结晶器，所述结晶器包括两个宽面结晶器和两个窄面结晶器，两宽面结晶器位于结晶器前后两侧，两窄面结晶器位于结晶器左右两侧，两个宽面结晶器和两个窄面结晶器内腔形成钢水浇铸腔，所述两宽面结晶器结构相同，两窄面结晶器结构相同；窄面结晶器的内侧面为钢水接触面，钢水接触面由上向下分别形成初始面、中间面和末端面，初始面和末端面的横断面呈弧形，窄面结晶器靠近顶部及底部处厚度逐渐变小，初始面、末端面与中间面连接处平滑过渡；窄面结晶器内部设有弧形冷却槽，弧形冷却槽靠近钢水接触面设置，且弧形冷却槽的投影曲线与钢水接触面投影曲线相同；弧形冷却槽下端连接冷却水进口、上端连接冷却水出口。

技术领域

本发明属于钢铁生产设备技术领域，具体涉及一种连铸板坯生产设备，更具体地，涉及一种连铸薄板坯结晶器。

背景技术

连铸机薄板坯结晶器上部区域为漏斗型，下部区域铜板内腔工作表面为平直面，当锥度过高时，该区域的凝固壳会受到来自于窄面铜板宽度方向上的挤压应力，凝固壳将向钢液内部的方向发生凹下变形，铜壁与凝固壳之间的气隙增大，凝固壳在下移过程中其厚度减小；凝固壳脱离结晶器以后，受到的钢水静压力大于凝固收缩力，凝固壳将出现鼓肚变形现象，凝固壳在结晶器内先凹下、出结晶器后又凸起的变形现象容易引起表面中心纵裂纹的产生。

连铸机薄板坯结晶器上部区域为漏斗型，下部区域铜板内腔工作表面为平直面，当锥度过高时，在漏斗区中部的凝固壳将向铜壁方向变形，坯壳与铜壁的接触更加紧密，热像图上的因锥度过低引起的中心“冷齿”现象（即局部低温区）能够得到消除，表面中心纵裂不易发生，但是在漏斗区和边部平面区交界的区域附近，锥度过高时凝固壳在该位置会受到挤压应力而出现局部凹下现象。在结晶器高度方向上，漏斗区和边部平面区交界区域附近的凝固壳在下移过程中，也会发生结晶器内先凹下、出结晶器后又凸起的变形行为，造成宽度方向1/4位置附近表面纵裂纹的发生。

另外，锥度过高时，窄面坯壳与结晶器窄面铜壁之间的接触压力将会增大，铸坯窄面与结晶器壁间的摩擦力增大，在拉坯方向上，这种摩擦力对坯壳产生纵向拉伸和热撕裂的破坏作用，这会导致坯壳窄面横裂纹的产生，此外，锥度过高时铜板下部的磨损速度将会迅速加快，尤其是在铜板下部的边角部位置，这降低了铜板的使用寿命。

结晶器的冷却配合连铸机工艺及拉速的匹配也较为关键，尤其结晶器内部冷却效果不良，导致产品出现质量缺陷。

随着新品种的不断研发，产品用途越来越广，产品也逐步走向高端，客户对产品质量要求也随之更加严格。目前所生产的大部钢种均含有 Nb、V、Cu、Cr、Ti、Mn 等合金元素，裂纹敏感性强，主要表现为边角部横向裂纹和表面纵向裂纹，在轧制表现为热轧卷板的边裂、烂边缺陷以及纵裂缺陷，控制难度极大，一直是薄板连铸的一技术瓶颈。且边裂、烂边对于后道工序的生产也造成一定的影响，尤其是酸轧遇到边裂、烂边容易造成断边、切月牙导致切损量上升。因此，为提高钢种质量，迫切需要提高结晶器性能。

发明内容

本发明提供了一种连铸薄板坯结晶器，目的在于改进现有结晶器结构，以提高钢种质量。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种连铸薄板坯结晶器，所述结晶器包括两个宽面结晶器和两个窄面结晶器，两宽面结晶器位于结晶器前后两侧，两窄面结晶器位于结晶器左右两侧，两个宽面结晶器和两个窄面结晶器内腔形成钢水浇铸腔，所述两宽面结晶器结构相同，两窄面结晶器结构相同；

所述窄面结晶器的内侧面为钢水接触面，钢水接触面由上向下分别形成初始面、中间面和末端面，初始面和末端面的横断面呈弧形，窄面结晶器靠近顶部及底部处厚度逐渐变小，初始面、末端面与中间面连接处平滑过渡；

所述窄面结晶器内部设有弧形冷却槽，弧形冷却槽靠近钢水接触面设置，且弧形冷却槽的投影曲线与钢水接触面投影曲线相同；弧形冷却槽下端连接冷却水进口、上端连接冷却水出口。

进一步地，所述初始面和末端面相对于窄面结晶器的中心对称设置。