[發(fā)明專利]雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910263790.5
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110000348B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李富帥;韓占光;倪賽珍
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶南方連鑄技術(shù)工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: B22D11/057
• 分類號: B22D11/057;G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 曹素云;張超艷

1.一種雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板，中部內(nèi)凹呈漏斗形曲面，曲面由橫向曲線族和縱向曲線族拓?fù)涠?，其特征在于，所述寬面銅板的縱向曲線沿結(jié)晶器高度方向呈雙曲線分布；所述雙曲線在彎月面附近有較大曲線梯度，符合如下曲線公式：

其中，y表示沿拉坯方向的坐標(biāo)；W_(y)表示y位置中心點(diǎn)凸起高度；w表示結(jié)晶器的高度；a、b、c、θ為常量，且滿足如下表達(dá)式：

其中，h表示結(jié)晶器上口位置漏斗凸起高度，θ為橫向曲線中弧線部分所對應(yīng)的中心角角度，ω是由坯殼輪廓曲線、彎月面處的溫度梯度及坯殼的線膨脹系數(shù)確定的參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板，其特征在于，參數(shù)ω有如下表達(dá)式：

ω＝[α·(dT_(y)/dy)·(dW_(y)/dy)]/(dL/dy)

其中，α為坯殼線收縮率；為坯殼在彎月面處的溫度梯度；dL/dy表示結(jié)晶器橫向輪廓曲線周長在拉坯方向上的收縮率；dW_(y)/dy表示結(jié)晶器凸起高度在拉坯方向上的變化率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板，其特征在于，所述寬面銅板的橫向曲線通過兩個(gè)直徑相等的圓外切形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板，其特征在于，所述橫向曲線中相切的兩個(gè)圓的圓心分別為O和O1，橫向曲線起點(diǎn)為N，終點(diǎn)為M，切點(diǎn)為R，結(jié)晶器銅板橫截面凸起高度H(x)與寬度方向距離銅板中心的距離x滿足如下分段曲線方程：

x²+H(x)²＝R0² (0≤x≤R0*sin(θ))

(x-xo1)²+(H(x)-yo1)²＝R0² (R0*sin(θ)＜x≤2*R0*sin(θ))

H(x)＝R0-W_P (2*R0*sin(θ)＜x≤L/2)

其中，R0為相切圓的半徑，xo1，yo1為橫向曲線相切圓的圓心O1點(diǎn)的坐標(biāo)，θ為橫向曲線中弧線部分所對應(yīng)的中心角角度，所述橫向曲線中弧線部分為切點(diǎn)R與起點(diǎn)N形成的弧線RN，Wp為結(jié)晶器銅板橫截面位置中心凸起高度；L表示結(jié)晶器橫向輪廓曲線周長；

相切圓的半徑R0由下面公式確定：

其中，Zm-Zn表示橫向曲線間距。

5.一種雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板的制備方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)坯殼凝固收縮和變形，確定結(jié)晶器高度方向的縱向曲線步驟，所述縱向曲線呈雙曲線分布，具體包括以下步驟：

假設(shè)所述雙曲線符合如下曲線公式：

其中，y表示沿拉坯方向的坐標(biāo)；W_(y)表示y位置中心點(diǎn)凸起高度；w表示結(jié)晶器的高度；a、b、c、θ為常量；

根據(jù)漏斗形結(jié)晶器設(shè)計(jì)原則，得到常量a、b、c、θ的如下表達(dá)式：

其中，h表示結(jié)晶器上口位置漏斗凸起高度，θ為橫向曲線中弧線部分所對應(yīng)的中心角角度，ω是由坯殼輪廓曲線、彎月面處的溫度梯度及坯殼的線膨脹系數(shù)確定的參數(shù)；

計(jì)算出ω，得到常量a、b、c、θ的值；

將常量a、b、c、θ的值帶入公式1中，得到雙曲線縱向錐度曲線。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙曲線漏斗形結(jié)晶器寬面銅板的制備方法，其特征在于，根據(jù)坯殼線收縮率，坯殼在彎月面處的溫度梯度，結(jié)晶器上口漏斗形曲線中間最大高度，以及過度圓弧橫向距離，計(jì)算得到ω。