本发明涉及连铸,更具体地说,涉及一种结晶器及结晶器均匀冷却的方法。
背景技术:
1、连铸机生产时,中间包钢水注入结晶器后,结晶器弯液面钢水与铜管壁直接接触形成初生坯壳,在钢水静压力作用下,坯壳与铜管壁紧密接触,由于结晶器角部为二维传热,传热速度快,铸坯角部初生坯壳凝固首先出现气隙;结晶器面部为一维传热,传热速度慢,气隙形成较晚,导致结晶器铸坯面部坯壳的厚度大于角部坯壳的厚度。因而当出现拉速快、中间包温度高、结晶器液面波动大等异常情况时,在结晶器下部或出结晶器后,受到钢水的静压力及热应力作用下铸坯角部形成裂纹,当裂纹深度超出临界点时造成漏钢。
2、综上所述,如何有效地解决结晶器坯壳不均匀、角裂甚至漏钢等问题,是目前本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种结晶器及结晶器均匀冷却的方法,该结晶器及结晶器均匀冷却的方法的结构设计可以有效地解决结晶器铸坯角裂甚至漏钢的问题。
2、为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种结晶器,包括结晶器铜管和套设于所述结晶器铜管外的冷却水套,所述结晶器铜管的外壁面与所述冷却水套的内壁面之间形成水缝,所述结晶器铜管划分为上部铜管和下部铜管,所述上部铜管位于所述下部铜管之上,所述上部铜管的面部的厚度小于角部的厚度,以使所述上部铜管在角部对应的所述水缝的宽度小于在面部对应的所述水缝的宽度;所述下部铜管的面部的厚度等于角部的厚度,且所述上部铜管和所述下部铜管的面部的厚度均相同;其中,所述角部为所述结晶器铜管的外壁距离顶角30-50mm的范围。
4、可选地,上述结晶器中,所述结晶器铜管的面部厚度范围为12-16mm,所述结晶器铜管的面部对应的所述水缝的宽度范围为3.0-4.5mm;
5、所述下部铜管的角部厚度范围为12-16mm,对应的所述水缝的宽度范围为3.0-4.5mm。
6、可选地,上述结晶器中,所述上部铜管的角部厚度范围为13-17mm,对应的所述水缝的宽度范围为2.0-3.5mm。
7、可选地,上述结晶器中,所述上部铜管在面部对应的所述水缝的宽度较在角部对应的所述水缝的宽度大1.0-1.5mm。
8、可选地,上述结晶器中,所述结晶器铜管的长度范围为800-1100mm;
9、所述上部铜管为由所述结晶器铜管的顶端向下400-500mm长度范围对应的部分;
10、所述下部铜管为由所述结晶器铜管的底端向上400-600mm长度范围对应的部分。
11、可选地,上述结晶器中,所述结晶器铜管包括长度相等的四个边部,且相邻的两个所述边部分别垂直,各所述边部对应所述角部的外壁凸出于所述面部的外壁,且对应所述角部的外壁与对应所述面部的外壁之间通过倾斜面过渡。
12、可选地,上述结晶器中,所述上部铜管的角部的厚度由上至下逐渐减小。
13、可选地,上述结晶器中,所述结晶器铜管采用整体冲压成型。
14、本发明提供的结晶器包括结晶器铜管和冷却水套。其中,冷却水套套设于结晶器铜管外,结晶器铜管的外壁面与冷却水套的内壁面之间形成水缝。结晶器铜管划分为上部铜管和下部铜管,上部铜管位于下部铜管之上,上部铜管的面部的厚度小于角部的厚度,以使上部铜管在角部对应的水缝的宽度小于在面部对应的水缝的宽度;下部铜管的面部的厚度等于角部的厚度,且上部铜管和下部铜管的面部的厚度均相同;其中,角部为结晶器铜管的外壁距离顶角30-50mm的范围包括。
15、应用本发明提供的结晶器,将结晶器铜管划分为上部铜管和下部铜管,并将上部铜管的角部厚度设置为大于面部厚度,从而使上部铜管在角部对应的水缝的宽度小于在面部对应的水缝的宽度,减少结晶器弯液面角部二维传热,减缓结晶器铜管弯液面角部出生坯壳凝固收缩,减少初生坯壳与结晶器铜管间的气隙,从而增加结晶器弯液面以下角部传热效率,提高了出结晶器铸坯角部坯壳厚度,增加了出结晶器铸坯坯壳均匀性,有效控制了铸坯角部裂纹、角裂漏钢事故。
16、为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
17、一种结晶器均匀冷却的方法,用于上述任一种结晶器,包括:
18、检查结晶器成型出的坯壳;
19、取发生角裂漏钢的坯壳作为检测坯壳,测量检测坯壳的角部厚度和面部厚度;
20、计算检测坯壳的面部厚度与角部厚度的差值,并计算获得所述差值与所述角部厚度的比例关系;
21、根据所述比例关系,设置所述结晶器的上部铜管的面部厚度和角部厚度,以使上部铜管在面部对应的所述水缝的宽度与在角部对应的所述水缝的宽度的差值与面部对应的所述水缝的宽度的比例满足所述比例关系。
22、应用本发明提供的结晶器均匀冷却的方法,通过对产生结晶器角裂或漏钢的坯壳进行实际测量,获取坯壳的面部厚度与角部厚度的差值与角部厚度的比例关系,并据此设置结晶器钢管的尺寸,以使上部铜管在面部对应的水缝的宽度与在角部对应的水缝的宽度的差值与面部对应的水缝的宽度的比例满足上述比例关系,从而降低结晶器上部角部传热,减少结晶器上部角部的冷水流量,进而减缓结晶器铜管弯液面角部出生坯壳凝固收缩,减少初生坯壳与结晶器铜管间的气隙,从而增加结晶器弯液面以下角部传热效率,提高了出结晶器铸坯角部坯壳厚度,增加了出结晶器铸坯坯壳均匀性,有效控制了铸坯角部裂纹、角裂漏钢事故。
1.一种结晶器,其特征在于,包括结晶器铜管和套设于所述结晶器铜管外的冷却水套(200),所述结晶器铜管的外壁面与所述冷却水套(200)的内壁面之间形成水缝(300),所述结晶器铜管划分为上部铜管(110)和下部铜管(120),所述上部铜管(110)位于所述下部铜管(120)之上,所述上部铜管(110)的面部(101)的厚度小于角部(102)的厚度,以使所述上部铜管(110)在角部(102)对应的所述水缝(300)的宽度小于在面部(101)对应的所述水缝(300)的宽度;所述下部铜管(120)的面部(101)的厚度等于角部(102)的厚度,且所述上部铜管(110)和所述下部铜管(120)的面部(101)的厚度均相同;其中,所述角部(102)为所述结晶器铜管的外壁距离顶角30-50mm的范围。
2.根据权利要求1所述的结晶器,其特征在于,所述结晶器铜管的面部(101)的厚度范围为12-16mm,所述结晶器铜管的面部(101)对应的所述水缝(300)的宽度范围为3.0-4.5mm;
3.根据权利要求1所述的结晶器,其特征在于,所述上部铜管(110)的角部(102)的厚度范围为13-17mm,对应的所述水缝(300)的宽度范围为2.0-3.5mm。
4.根据权利要求1所述的结晶器,其特征在于,所述上部铜管(110)在面部(101)对应的所述水缝(300)的宽度较在角部(102)对应的所述水缝(300)的宽度大1.0-1.5mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的结晶器,其特征在于,所述结晶器铜管的长度范围为800-1100mm;
6.根据权利要求1-4任一项所述的结晶器,其特征在于,所述结晶器铜管包括长度相等的四个边部,且相邻的两个所述边部分别垂直,各所述边部对应所述角部(102)的外壁凸出于所述面部(101)的外壁,且对应所述角部(102)的外壁与对应所述面部(101)的外壁之间通过倾斜面过渡。
7.根据权利要求1所述的结晶器,其特征在于,所述上部铜管(110)的角部(102)的厚度由上至下逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的结晶器,其特征在于,所述结晶器铜管采用整体冲压成型。
9.一种结晶器均匀冷却的方法,其特征在于,用于如权利要求1-8任一项所述的结晶器,包括:
10.根据权利要求9所述的结晶器均匀冷却的方法,其特征在于,取发生角裂或漏钢的坯壳作为检测坯壳,测量检测坯壳的角部厚度和面部厚度,具体包括: