[發明專利]一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法及連鑄結晶器

無效

• 申請號: 201110333975.2
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103084550A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 劉俊江;侯曉光;王洪兵;王勇;胡安明;蔣際歡;李樹貴;柳向椿;孟慶玉
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/057
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及冶金領域，更具體地說，涉及一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法及連鑄結晶器。?

背景技術

在冶金領域的連鑄生產中，對鑄坯連鑄生產的理想的要求是：鑄坯能在結晶器內均勻傳熱，以形成均勻的凝固坯殼。而事實上，對方形、矩形或板式連鑄結晶器而言，眾所周知的是，在連鑄生產過程中，所述連鑄結晶器的角部傳熱狀態為二維傳熱，由此，造成鑄坯在結晶器角部的冷卻比側邊劇烈，角部坯殼也首先在結晶器角部增厚，形成較大的固態收縮，從而對側邊坯殼產生拉應力作用，易于造成鑄坯側邊靠角部的區域發生表面裂紋等缺陷。?

為解決以上問題，現有技術中有許多解決方案。例如，中國專利“200610163731.3”公開了一種解決方法：在連鑄結晶器外壁面開槽，增大散熱面積，從而提高結晶器側邊的傳熱能力，達到與角部二維傳熱相接近的冷卻能力。但所述外壁面開槽的結晶器并沒有完全在連鑄領域得到推廣應用，其原因一是，雖然其結晶器側邊傳熱能力增強，但仍弱于其角部二維傳熱；其原因二是，其結晶器成本高，造成推廣困難。?

又，中國專利“03262727.0”公開了這樣一種方法：在結晶器外壁面開槽，且其銅管外部角部設置有蜂窩狀的凸起。根據該方法，一方面增加結晶器的側邊傳熱冷卻，同時，另一方面，角部的額外凸起消弱角部二維傳熱強度。根據該方法，雖然，所述專利技術方案從理論上最容易實現坯殼的均勻冷卻，但也因成本和制作困難等問題目前尚未推廣應用。?

申請號為“96190354.6”的中國專利公開一種鉆石型結晶器技術方案，該方案是在結晶器側邊形成向內的拱出形狀，在結晶器角部形成類似凹入的尖角形狀。由此，增強結晶器側邊的直邊長度以提高傳熱冷卻能力，同時，相應的使得結晶器角部變得很尖，以便于坯殼凝固收縮后基本脫開結晶器角壁面，由此，大大降低拉阻阻力。然?而，該結晶器對鋼種的適應性較差一些，一旦錐度不當，反而會造成角部裂紋，甚至導致漏鋼等問題，結晶器角部因脫開壁面甚至會重新升溫，也增加了角部漏鋼風險。?

申請號為“200480039064.7”的中國專利申請公開一種連鑄結晶器型腔技術方案，根據該技術方案，所述結晶器角部形成為倒圓曲線形式，從結晶器上口至下口，其型腔角部的曲率從大變小，即，結晶器角部型腔的壁厚從小到大不斷變化。該結晶器角部上部二維冷卻比下部更高，對鑄坯的均勻冷卻是否完全有效并得到推廣應用尚不得而知，但顯然可見的是，這樣的結晶器的制作成本較大，設計困難。?

根據上述，迄今為止的類似連鑄結晶器雖然較多，但或是因為制造難度大，成本高而缺少應用實例，或是因某些技術方案的結晶器上部的角部壁厚厚薄不當，導致角部角部二維傳熱不當，造成坯殼的非均勻的凝固裂紋等缺陷。?

發明內容

為克服上述現有技術中的不足，本發明提供一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法，以控制連鑄結晶器的角部二維傳熱能力，更好的實現鑄坯在結晶器內的均勻凝固，降低鑄坯角部缺陷發生率。?

本發明人始終認為結晶器角部二維傳熱比側邊大，應以弱化角部二維傳熱能力為關鍵，本發明人通過連鑄尾坯實驗驗證了這一點，如圖1所示。連鑄終了尾坯由于沒有鋼液的補縮，其結晶器的凝固坯殼形成能剛好記錄結晶器的冷卻情況，從圖1看出，現有連鑄結晶器的角部坯殼明顯比較厚，另外側邊中心的坯殼也比較厚，而側邊靠角部的地方坯殼最薄，也最容易產生裂紋等鑄造缺陷。?

本發明技術方案如下?

一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法，所述連鑄結晶器為方形、矩形或板式結晶器，?

其特征在于，在所述結晶器任意一個平行于結晶器上開口的橫截面中，使其側壁轉折處的角部的內壁和外壁分別形成有與兩邊側壁相切的內圓弧和外圓弧，在所述結晶器的內壁和外壁之間，使所述結晶器角部的壁厚大于所述側壁的壁厚T。?

因結晶器的角部的材質壁厚比側邊壁厚大，由此造成結晶器角部的二維傳熱弱化，達到優化結晶器側邊和角部坯殼的均勻凝固。?

根據本發明所述的一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法，其特征在于，所述結晶器側壁壁厚T比所述結晶器角部的最大壁厚D小4mm以上。?

根據本發明所述的一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法，其特征在于，?

所述內圓弧5的半徑為R，所述內圓弧5的圓心至所述結晶器角部外壁的最大距離為L，所述結晶器側邊壁厚為T，所述尺寸L大于R與T之和。?

根據本發明所述的一種改善連鑄結晶器角部傳熱的方法，其特征在于，所述尺寸L為R與T之和的1.1-1.4倍。?

本發明提供一種連鑄結晶器技術方案如下：?