[發明專利]H型組合式結晶器

有效

• 申請號: 201210545868.0
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102962415A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 高祥明;韓文習;張佩;楊志杰;宋玉卿;鄧存善;石磊;沈彬彬;蔣希光;王盛;黃偉;李開倫;陳美君;孟淑霞
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;張向琨

技術領域

本申請涉及一種H型組合式結晶器，更具體地講，本申請涉及一種能夠改善H型鑄坯腹板凝固質量的H型組合式結晶器。

背景技術

結晶器是一個水冷的銅模，是連鑄機極其重要的核心部件。鋼水在結晶器內冷卻，初步凝固成形，并具有一定厚度的坯殼，這一過程是在坯殼與結晶器壁連續、相對運動下完成的，因此結晶器具有良好且均勻的導熱性和剛性，以使凝固過程均勻、平穩。

現有技術的結晶器由銅板或銅管與外面的鋼結構組成，銅板或銅管的作用是將鋼水的熱量傳遞給冷卻水。這樣的結晶器一般有兩類：（1）內表面沒有鍍層或涂層的結晶器；（2）內表面鍍上一層厚度約為20～80微米、比銅耐磨的金屬或合金（如鎳或鉻的合金）的結晶器，增加該鍍層的目的在于提高結晶器的使用壽命和減緩銅板磨損，但是不能夠改變結晶器原來的導熱性能。而當前的連鑄生產中，結晶器的導熱性是顯著影響連鑄坯質量的重要因素。

無論哪一種類型的結晶器，已經凝固的坯殼與結晶器內壁接觸的散熱形式可以視為一維傳熱，H型結晶器腹板部也視為一維傳熱，但是鑄坯腹板較薄，導熱率高于其他部位，因此，常常導致腹板部急劇冷卻，嚴重影響凝固質量甚至出現裂紋。

具體而言，H型組合式結晶器內鑄坯腹板處坯殼受結晶器壁作用，可看做處于一維傳熱狀態，與翼緣相比厚度較薄，熱流量大使腹板急劇冷卻，腹板坯殼中心處與兩端相比存在溫度梯度，在冷卻強度一樣的情況下，鑄坯腹板中部冷卻較快，較早形成坯殼，兩端冷卻較慢，較晚形成坯殼，從而導致腹板坯殼受應力作用，嚴重時腹板中部坯殼在應力作用下形成腹板縱向裂紋。由于腹板中部冷卻快，使初生坯殼收縮較早，從凝固開始就形成不均勻氣隙，導致熱阻急劇增加，影響坯殼均勻生長。無論內表面是有或無鍍層、涂層的結晶器，都無法改變結晶器原來的導熱性。

中國專利申請CN1401449A公布一種適用于連鑄設備中的具有隔熱耐磨鍍層的結晶器產品。該結晶器的組成是在結晶器銅壁的外部套有水套，在結晶器內的銅壁上部涂有隔熱耐磨鍍層，但是該專利申請沒有考慮到由于H型結晶器形狀不同以及散熱環境的不同對連鑄坯腹板產生的特殊影響，無法在有效改善連鑄坯的表面和內部質量的同時兼顧H型鑄坯腹板部凝固質量。

為解決上述問題，業界更普遍的做法是，考慮到H型鑄坯腹板的均勻冷卻，減少H型銅管腹板部水腔體積，但是依舊無法解決H型鑄坯腹板部均勻冷卻的問題。

發明內容

本申請的目的在于提供一種H型組合式結晶器，以解決現有技術存在的鑄坯腹板中部的冷卻問題。

本申請的目的在于提供一種H型組合式結晶器，以解決現有技術存在的鑄坯腹板冷卻不均勻的問題。

為了解決上述問題，本申請提供一種H型組合式結晶器，包括兩個凸緣寬板以及兩個窄板，其中，每一個凸緣寬板包括向中間凸出形成的腹板和位于所述腹板兩側的翼緣，所述腹板在鑄坯時用于限定形成H型鑄坯的腹板部位，所述翼緣與所述窄板在鑄坯時共同作用以限定形成H型鑄坯的翼緣部位；所述翼緣包括翼稍和位于所述腹板和所述翼稍之間的翼緣斜面部，所述窄板設置于相對的兩個所述翼稍的內部；所述窄板的工作壁外側設置有多個水管，所述腹板和所述翼緣的工作壁外側沿所述凸緣寬板的長度方向設置有多個水管，并且位于所述腹板中心線附近的所述水管的截面積最小。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，所述水管為圓管型水管或方管型水管。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，所述水管對稱分布于所述腹板中心線兩側。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，所述腹板中心線上的所述水管的截面積最小。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，所述腹板的工作壁外側的所述多個水管的截面積沿所述腹板中心線往翼緣方向逐漸增大，靠近翼緣處的水管的截面積最大。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，所述腹板的工作壁外側的所述腹板中心線處的所述水管的直徑或寬度為12～16mm。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，靠近所述腹板翼緣處的所述水管的直徑或寬度為32～36mm。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，所述腹板寬度內所述水管的個數為5～11個。

根據上述H型組合式結晶器的一種優選實施方式，其中，沿所述腹板中心線處往翼緣方向，所述腹板的工作壁外側的所述水管的直徑或寬度按等差數列的方式增大，公差為4～12mm。