[發明專利]可控制液面流場和波動的連鑄結晶器裝置

無效

• 申請號: 200710047480.7
• 申請日: 2007-10-26
• 公開（公告）號: CN101219464A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 雷作勝;賈洪海;任忠鳴;鄧康;鐘云波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B22D11/11
• 分類號: B22D11/11
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明屬于金屬過鑄工藝技術領域。

背景技術

高效連鑄的核心發展是高拉速、高質量無缺陷鑄坯的生產。在高拉速下，結晶器卷渣是困擾連鑄生產的最大技術難題之一。國內外研究人員通過多年的研究發現在結晶器液面造成卷渣的機理共有五種，分別是：1、表面卷渣；2、漩渦卷渣；3、Kelvin-Helmholz非穩定流卷渣；4、在浸入式水口縱向上壓力分布不均造成的非穩態卷渣；5、氬氣泡卷渣，其中前四種卷渣機理都與水口左右相互流動有關，所以現有的抑制結晶器卷渣的技術和方法都從控制結晶器液面波動著手，如電磁制動技術。但電磁制動技術要達到較好的制動效果，資源消耗大、設備復雜，技術方面還存在諸多問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種能控制液面流場和波動、抑制和減少卷渣的連鑄結晶器裝置。

本發明是一種可控制液面流場和波動的連鑄結晶器裝置，該裝置包括有金屬熔液中間包、浸入式水口、液面保護渣、鑄坯、結晶器、引錠桿；其特征在于：在結晶器上方兩側還設置有將自消耗式金屬板喂送入結晶器內金屬熔液中的喂送或給進機構；即自消耗式金屬板通過一對矯直輥、導向輥和一對輸送輥穿過液面保護渣插入并浸入結晶器內的金屬熔液中，并以一定喂送或給進速度運行；其作用是防止或減少液面的卷渣現象。

上述裝置的主體部分與傳統常規的裝置相同，即就是：帶有冷卻水包的金屬液結晶器的頂部中間位置設置有一金屬液中間包，其下面有一浸入式水口插入并浸入于結晶器內的金屬液中，并有錐形柱塞調節金屬液流出量；在結晶器底部設置有可拉伸移動的引錠桿，可將凝固后的鑄坯向下拉出。

自消耗金屬板的成分與結晶器內連鑄坯的成分相同；金屬板的厚度最適宜為0.1～1.0mm；寬度小于或等于過鑄坯的寬度。

所述的自消耗式金屬板的喂送或給進速度最適宜為50～80m/min。

本發明裝置根據結晶器內卷渣產生的機理，為了抑制結晶器液面金屬液的水平流動，也即控制液面的流場和波動，采用自消耗式與鑄坯的同一成的金屬板，從二側插入浸入結晶器金屬液內，這樣可減少和抑制在液面的卷渣現象，減少結晶器內卷渣，從而提高連鑄坯的質量。

附圖說明

圖1為本發明的連鑄結晶器裝置的簡單示意圖。

具體實施方式

實施例一：參見圖1，本發明結晶器裝置包括有：金屬液中間包1、浸入式水口2、矯直輥、導向輥4、輸送輥5、自消耗式金屬板6、保護渣7、鑄坯8、水冷式結晶器9和引錠桿10。

該裝置的主體部分與傳統常規的結晶器相同，即就是：帶有冷卻水包的金屬結晶器9的頂部中間位置設置有一金屬液中間包1，其下面有一浸入式水口2插入并浸入于結晶器內的金屬液中，并有錐形柱塞調節金屬液流出量；在結晶器9底部設置有可拉伸移動的引錠桿10，可將凝固后的鑄坯向下拉出。

在結晶器9上方兩側還設置有將自消耗式金屬板6喂送入結晶器內金屬熔液中的喂送式給進機構；即自消耗式金屬板6通過一對矯直輥5、向導輥4和一對輸送輥5穿過液面保護渣7插入并浸入結晶器內的金屬熔液中，并以一定喂送或給進速度運行，其作用是防止或減少液面的卷渣現象。

本實施例的操作情況簡單描述如下：如圖所示，在常規連鑄過程中，中間包1中的高溫金屬液通浸入式水口2進入結晶器9內，進入結晶器9內的金屬液具有很大動能，在結晶器9了液面波動，液面漩渦，Kelvin-Helmholz非穩定流以及模向交叉流在浸入式水口兩側形成不同的壓力，這些因素都會引起保護渣7卷入連鑄坯8內。在本發明中，在結晶器9液面部分布置有自消耗式金屬板6，自消耗式金屬板6是用與連鑄坯同樣成分的金屬制成的厚成為0.1～1.0mm，寬度小于或等于連鑄坯寬度的金屬板。在連鑄開澆之后，自消耗式金屬板6通過由矯直輥3、導向輥4、輸送輥5組成的給進裝置以50～80m/min的速度連續或間斷地傳送到高溫的金屬液內，最終冷卻凝固的連鑄坯通過結晶器下部的引錠桿10向下拉出。

本發明裝置還可通過自消耗金屬板在結晶器寬度上不同位置來控制和優化結晶器內液面流場，可滿足高速高效和高質量連鑄坯的工業要求。