專利名稱：雙曲線型結晶器銅管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金連鑄設備用的結晶器銅管，具體涉及一種采用雙曲線錐度設計的新型結晶器銅管。
背景技術：
結晶器是整個連鑄機的第一個冷卻設備，其冷卻性能直接影響著鑄坯的質量，是連鑄機的“心臟”。在結晶器中發(fā)生的物理過程繁多，有鋼液的流動、相變、凝固，鑄坯的收縮變形以及各種方式的傳熱、傳質過程。鋼水、保護渣、坯殼和結晶器構成一個復雜的熱狀態(tài)和力學狀態(tài)的耦合體系。結晶器內出現(xiàn)的鑄坯質量問題(如脫方、鼓肚、角部裂紋、縱裂、表面凹陷等)都與坯殼和銅管之間的傳熱不均勻有關。鋼液在結晶器內凝固時產(chǎn)生的熱收縮，在坯殼與結晶器之間形成氣隙，極大地阻礙了熱量的傳遞，降低了冷卻效果，使坯殼變薄。由于現(xiàn)在連鑄拉速越來越高，對結晶器冷卻效率要求也就越高。因此為了改善冷卻條件，坯殼與結晶器銅管之間必須有良好接觸，結晶器的內腔應該呈倒錐度設計，以適應坯殼的凝固收縮，減小氣隙，增加坯殼厚度。大量實踐證明，對結晶器銅管采用倒錐度設計處理能夠很好地解決結晶器內產(chǎn)生的鑄坯質量問題。要使結晶器適合高拉速的要求，必須設計合理的錐度曲線。過大的錐度會造成結晶器對坯殼的擠壓，導致角部凹陷，坯殼與結晶器的摩擦增加，加劇結晶器的磨損，還會出現(xiàn)表面增銅。在角部區(qū)域，由于氣隙的作用會形成熱點，反而造成坯殼減薄并引起裂紋。錐度太小會使氣隙增大、熱流減小、坯殼減薄、容易發(fā)生漏鋼；另外錐度過小會使角部轉動加劇，誘發(fā)皮下裂紋和縱向凹陷的產(chǎn)生。由于氣隙厚度的不均勻性以及結晶器縱向氣隙形狀的不規(guī)則，單一錐度結晶器并不能很好地消除氣隙的不良影響，尤其是在連鑄低碳鋼或者是高速連鑄時，其不足尤為明顯。為此，伴隨著高速連鑄的發(fā)展，發(fā)展了雙錐度、三錐度、四錐度及拋物線錐度等多錐度的結晶器。多錐度結晶器的縱向形狀更符合結晶坯殼的實際規(guī)律，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮，使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小，更好地消除了氣隙的不良影響，增加了整個結晶器的傳熱效果，為連鑄高效化提供了保證。如中國實用新型專利“01250557. 9結晶器銅管”。摘要結晶器銅管是一種用于鑄鋼連鑄機的配件。鋼水直接澆鑄在結晶器銅管內，在銅管內連續(xù)冷卻成型拉出鋼坯，為了解決銅管工作過程與冷卻的坯殼時而接觸時而分離的問題，結晶器銅管仍為向一側彎曲的方形或矩形的銅管，銅管內腔從上口至下口為錐形，銅管內腔從上口至下口為錐度分段的雙錐或三錐或多錐，或者拋物線型內腔形狀， 上段或上部分的錐度大于下段或下部分的錐度。最好直面的錐度大于弧面的錐度。避免工作過程中坯殼與銅管內壁出現(xiàn)氣隙，更加符合坯殼收縮變化規(guī)律。中國實用新型專利“200520008088. 8雙W型高拉速結晶器銅管”。摘要本發(fā)明涉及連續(xù)鑄鋼機中的結晶器銅管。該結晶器銅管的內壁縱剖面曲線由上直線段和下擬拋物線段組成，兩線段相切，并給出了該結晶器銅管的內壁縱剖面曲線方程，整個結晶器銅管內壁的縱剖面曲線具有連續(xù)的倒錐度。銅管內腔形狀的變化率恰好能夠完全補償凝固坯殼的收縮率，凝固坯殼與銅管內壁間既不因錐度不足而出現(xiàn)氣隙(理論上無氣隙)，也不因錐度過大而引起擠壓力。多錐度結晶器的縱向形狀更符合結晶坯殼的實際規(guī)律，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮，使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小，更好地消除了氣隙的不良影響，增加了整個結晶器的傳熱效果，為連鑄高效化提供了保證。鋼液在彎月面附近的收縮較大，在該區(qū)域的錐度變化更為劇烈。采用拋物線錐度曲線設計的話，在彎月面處較難獲得大梯度，因此本專利了發(fā)展一種光滑的而且在彎月面附近有較大曲線梯度的設計方法，該方法叫雙曲線錐度設計。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種雙曲線型結晶器銅管，克服拋物線錐度曲線在彎月面處較難獲得大梯度的缺點，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮，使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小，更好地消除了氣隙的不良影響，增加了整個結晶器的傳熱效果，為連鑄高效化提供了保證。本發(fā)明的技術方案是一種雙曲線型結晶器銅管，其特征在于結晶器內腔錐度曲線為雙曲線，四個面的錐度曲線均為雙曲線，在彎月面附近有較大曲線梯度，所述的結晶器銅管雙曲線錐度曲線，符合如下錐度曲線公式
權利要求
1. 一種雙曲線型結晶器銅管，其特征在于結晶器內腔錐度曲線為雙曲線，四個面的錐度曲線均為雙曲線，在彎月面附近有較大曲線梯度，所述的結晶器銅管雙曲線錐度曲線， 符合如下錐度曲線公式
全文摘要
一種雙曲線型結晶器銅管，其特征在于結晶器內腔錐度曲線為雙曲線，四個面的錐度曲線均為雙曲線，在彎月面附近有較大曲線梯度，以便更好地迎合彎月面附近對錐度的要求，更好地適應了結晶器縱向上坯殼的收縮,使得結晶器縱向氣隙厚度進一步減小,更好地消除了氣隙的不良影響,增加了整個結晶器的傳熱效果,滿足高拉速對結晶器銅管的要求。
文檔編號B22D11/059GK102335729SQ201110324670
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權日2011年10月24日
發(fā)明者倪賽珍, 李富帥, 陶金明 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司