[实用新型]连铸结晶器

说明书

本实用新型涉及一种连铸用高效结晶器。

传统连铸结晶器的设计，主要采用单一线性锥度、多段线性锥度或抛物线锥度，且整个横断面上，各处的锥度都相同结，锥度的大小主要根据铸坯的收缩来确定。对于单一线性锥度结晶器，如果锥度过大，则结晶器内摩擦阻力增加，造成结晶器磨损加剧，漏钢率上升。而锥度过小，不足以补偿铸坯的收缩，且冷却强度小，不利于提高拉速。对于多段线性锥度或抛物线锥度的结晶器，虽然锥度的变化反应了铸坯凝固收缩规律的趋势，冷却强度高于传统的单一线性锥度的结晶器，在一定程度上也有利于提高铸坯的拉速，由于其角部区域的锥度与面部区域的锥度相同，而铸坯角部与面部的传热条件是不同的，所以这类结晶器也较难保证铸坯在更高的拉速条件下，坯壳既快速增厚，又均匀地生长。另外这种锥度的结晶器形状由于磨损的原因也不利于提高结晶器的使用寿命。

本实用新型的目的是要提供一种高效连铸结晶器，具有冷却强度大的优点，铸坯在高拉速下，既能快速增厚，又能均匀地生长，同时结晶器的内曲面形状保证它具有更好的耐磨性，有利于提高结晶器的使用寿命。

本实用新型连铸结晶器的目的是这样实现的：连铸结晶器内表面分上、下两部分，结晶器上、下部面部中心单侧的绝对锥度值Y(X)按方程组(A)设计；在结晶器上部，结晶器角部的锥度大于或等于结晶器面部中心的锥度；在结晶器下部，结晶器角部的锥度小于结晶器面部中心的锥度或消失。其中：X：距结晶器上口的距离(mm)Y(x):x处结晶器中心部位单侧的绝对锥度值(mm)δ₂(x):x处单侧铸坏凝固收缩产生的间隙(mm)δ₃(x):x处在外力作用下便单侧凝固坯壳产生的变形量(mm)

δ_m(x,T):x处的凝固坯壳在温度T(在设计拉速下，坯壳厚度三分之二处的温度)下所能承受的最大变形量(mm)

本实用新型连铸结晶器面部中心单侧的绝对锥度按方程组(A)用抛物线曲线拟合或用多段线性曲线拟合。

本实用新型连铸结晶器上、下部面部中心单侧的绝对锥度值Y(A)的设计考虑了结晶器膨胀产生的间隙δ₁(x)。

本实用新型连铸结晶器的冷却强度大于现有的连铸结晶器，铸坯在高拉速下，出口坯壳厚度均匀，结晶器的内表面形状与铸坯有更好的接触性和耐磨性，有利于提高结晶器的使用寿命。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明：

图1是连铸结晶器侧视剖面图；

图2是连铸结晶器正视剖面图；

图3是连铸结晶器A断面俯视剖面图；

图4是连铸结晶器B断面俯视剖面图；

图5是连铸结晶器C断面俯视剖面图；

图6是连铸结晶器L断面俯视剖面图。

本实用新型高效连铸结晶器内表面分上部1(指Lx段)、下部3两部分，结晶器上部面部6中心单侧的绝对锥度值Y(x)按方程组(A)设计，方程组(A)如下：

其中：

X：距结晶器上口的距离(mm)

Y(x):x处结晶器中心部位单侧的绝对锥度值(mm)

δ₂(x):x处单侧铸坯凝固收缩产生的间隙(mm)

δ₃(x):x处在外力作用下使单侧凝固坯壳产生的变形量(mm)

δ_m(x,T):x处的凝固坯壳在温度T(在设计拉速下，坯壳厚度三分之二处的温度)下所能承受的最大变形量(mm)既考虑铸坯收缩产生的间隙δ₂(x)，同时为了进一步提高冷却强度，确保凝固坯壳的均匀性，还考虑使结晶器面部区域的凝固坯壳产生一定的变形量δ₃(x)。由于铸坯角部2与面部6的传热条件不同，在结晶器上部，结晶器角部2区域的锥度大于或等于结晶器面部6中心的锥度，角部2与中心6之间的锥度设计可采用直线或其它方式连接，如图3、图4所示。角部锥度大于中心锥度是为了让角部坯壳优先生长，弥补在结晶器下部，由于角部坯壳的收缩导致的缓慢生长，从而确保出口坯壳厚度的均匀。结晶器下部面部5中心单侧的绝对锥度值仍按方程组(A)设计，为减少铸坯在结晶器内的摩擦阻力，结晶器角部4的锥度消失或只微量的增加，微量的增加可满足结晶器铜管在加工过程中的脱模需要。在结晶器下部3的角部4与中心5之间的锥度设计可采用圆弧、抛物线或多段线性曲线等其它方式连接，如图5、图6所示。