[發明專利]一種H型坯連鑄結晶器內腔錐度確定方法

有效

• 申請號: 201310473928.7
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103480810A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳登福;張蕾蕾;龍木軍;趙巖;謝鑫;馬有光;張星;張獻光;申嘉龍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B22D11/057
• 分類號: B22D11/057
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及一種H型坯連鑄結晶器內腔錐度確定方法，根據鋼種給出了H型坯連鑄結晶器銅板熱面在不同結晶器高度上的錐度設置。此設計可合理適應H型坯結晶器內鑄坯的凝固收縮，有效提高H型連鑄坯的表面質量。

背景技術

在連鑄過程中，金屬液從彎月面處開始凝固收縮，凝固坯殼外表面和結晶器銅板熱面脫離接觸產生氣隙，氣隙的存在給結晶器內的傳熱帶來阻礙，使得凝固坯殼厚度在周向上分布不均，在結晶器出口處厚度不足抵御鋼水靜壓力，從而隨之帶來表面質量缺陷或漏鋼等一系列的問題。為消除氣隙對結晶器傳熱的影響，現在的連鑄結晶器內腔形狀普遍被加工成倒錐形，以彌補連鑄凝固坯殼在凝固過程中的收縮，減小氣隙出現的可能性和厚度，改善結晶器內的傳熱條件。

對于常規坯型，如方坯、板坯、圓坯等，凝固收縮的方向都垂直于凝固坯殼外表面，H型坯相對常規坯型斷面形狀復雜，如圖1所示，H型坯不僅相對常規坯型有更多的外凸角（翼梢內外角），而且還具有四個內凹角（R角）；窄面雖然為直線段，但是在不同位置有著不同的厚度；腹板為直線段，但是他的變形還將會受到翼梢收縮的制約，不能完全垂直于表面向里；R角處的變形同時受到翼梢和腹板的制約，將會發生半徑和圓心的同時變化。由此可見，H型坯的錐度設計是一個復雜的工作。

目前對于H型坯錐度的文獻報道內容主要有如下方面。

1)“R角可設為0錐度或者負錐度”

文獻中提出R角處錐度可以設為沒有或者負錐度，但并未說明是否有用此方法的對象，作為異形坯連鑄的一個特點來提出。

蘇世懷.高效節約型建筑用鋼——熱軋H型鋼.[M].北京,冶金工業出版社,2009.

2)直接給出上下口差值

該類文獻采用了錐度數據來幫助建立流動或者傳熱的模型，未說明錐度類型，如拋物線、單錐度、雙錐度等等。

蘇世懷.高效節約型建筑用鋼——熱軋H型鋼.[M].北京,冶金工業出版社,2009.

JUNG-EUI?LEE,TAE-JUNG?YEO,KYU?HWAN?OH,JONG-KYU?YOON,U-SOK?YOON.Prediction?of?Cracks?in?Continuously?Cast?Steel?Beam?Blank?through?Fully?Coupled?Analysis?of?Fluid?Flow,Heat?Transfer,and?Deformation?Behavior?of?a?Solidifying?Shell[J].METALLURGICAL?AND?MATERIALS?TRANSACTIONS?A.2000,31A:225

徐海倫.連鑄異形坯冷卻過程模擬仿真及優化[D].重慶大學.2010.

L.Hibbeler,Seid?Koric,Kun?Xu,et?al.Thermo-Mechanical?Modeling?of?Beam?Blank?Casting,AISTech?2008,Pittsburgh,PA,May?5-8,2008

3)說明錐度類型

此類文獻提出研究對象鑄機使用的結晶器類型，如雙錐度，拋物線等，或給出單一錐度數值，并分別描述不同位置上，如窄面、腹板位置錐度的差異。但是未有對R角或翼梢內側的錐度描述。

劉建華,包燕平,杜松林,孫維黃,社青.近終形異型坯連鑄特點分析[J],鞍鋼技術,2008.

李法興,王新權,王立君,王剛.萊鋼1#異型坯連鑄的生產實踐[J],冶金叢刊,2009.

專利號為“200920101344.6”發明名稱為“異型坯結晶器銅管”的中國實用新型專利提到異型坯結晶器內腔錐度為拋物線形曲面，但是并沒有對該拋物線曲面進行函數定義，并且如前所述，H型坯各個部位的收縮尺寸不一致，在不同部位（如翼梢內側與腹板）設置相同的錐度曲線是具有一定的局限性的。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種專門針對H型坯連鑄結晶器內腔錐度確定的方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種H型坯連鑄結晶器內腔錐度確定方法，本方法將連鑄結晶器彎月面至結晶器出口處分為上下兩段并分別采用不同的錐度設計，同時將澆鑄鋼種以含碳量0.35%為界分為AB兩類，A類含碳量為0.06～0.35%，B類含碳量為0.35～0.75%；根據澆鑄鋼種的不同，每段錐度分別設計；