[发明专利]一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器

说明书

本发明公开了一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器，包括结晶器铜管，在结晶器铜管外部装有导流水套，在所述结晶器铜管下端设有足辊装置，以及位于足辊装置外侧的足辊喷淋装置。因此，通过结晶器铜管，高精度组合式导流水套、开有水槽的偏心可调整式足辊装置和分体独立式足辊喷淋装置，能够有效的减少铸坯和铜管之间的气隙，增加散热面积，提高初生坯壳的厚度和均匀性，足辊和喷淋装置为铸坯提供有效的支撑和二次冷却，并且配备合适的冷却水量，从而实现铸机的高拉速生产。解决了铸坯质量难以保证，出现漏钢、脱方、裂纹质量问题。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业连铸技术领域，具体说是涉及用于方坯和矩形坯生产的一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器。

背景技术

冶金行业连铸生产方坯和矩形坯过程中，液态金属浇入结晶器中，通过结晶器进行热交换，使液态金属凝固形成坯壳，铸坯拉出结晶器后，通过对铸坯喷水进行二次冷却，使铸坯完成凝固形成钢坯。拉速是连铸机的一个重要指标，拉速越高，产量越大，钢厂的效益越好，因此，近几年来，连铸行业都在研究高拉速的连铸机，提高拉速，连铸结晶器是关键，由于刚出结晶器的铸坯内部还是液体状态，只有10-15mm厚的坯壳，如果坯壳的强度不够或均匀性不好，将会产生漏钢、脱方、鼓肚变形和裂纹等质量问题，而且，拉速越高，形成的坯壳越薄，所以提高结晶器的热交换能力和冷却的均匀性，是提高拉速的关键。现在常见的结晶器铜管与水套之间有3-5mm的水缝，冷却水通过水缝对结晶器进行冷却，当拉速达提高到一定程度时，这种冷却方式已不能满足生产的需要，例如，生产150X150连铸坯，拉速很难超过4m/min，尤其生产普碳钢，超过4m/min后，铸坯质量难以保证，会出现漏钢、脱方、裂纹等质量问题。因此，需要研制一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器。

发明内容

本发明针对现有结晶器在高拉速中存在的问题，提供一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器。能够有效的减少铸坯和铜管之间的气隙，增加散热面积，提高初生坯壳的厚度和均匀性，足辊和喷淋装置为铸坯提供有效的支撑和二次冷却，并且配备合适的冷却水量，从而实现铸机的高拉速生产。

本发明的技术解决方案是：一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器，包括结晶器铜管，在结晶器铜管外部装有导流水套，在所述结晶器铜管下端设有足辊装置，以及位于足辊装置外侧的足辊喷淋装置。因此，通过结晶器铜管，高精度组合式导流水套、开有水槽的偏心可调整式足辊装置和分体独立式足辊喷淋装置，能够有效的减少铸坯和铜管之间的气隙，增加散热面积，提高初生坯壳的厚度和均匀性，足辊和喷淋装置为铸坯提供有效的支撑和二次冷却，并且配备合适的冷却水量，从而实现铸机的高拉速生产。

本发明中，结晶器铜管外部水槽宽度为6-8mm，深度为8mm，间隔为6mm，开槽铜管的散热面积是相同规格无槽铜管的1.5倍。

本发明中，结晶器铜管内腔锥度形式为曲面型锥度，从结晶器铜管上部450mm开始，铜管内部四个面为圆弧形，圆弧的弦高从上到下，从0开始逐渐增加，弦高的最大值为铸坯尺寸的0.25%-0.35%，铜管内部相对面之间中部的锥度为双锥度，从上部0-450倒锥度为1.85%/m，450-1000倒锥度为1.0%/m，倒锥度的计算公式如下：

T =（S上 - S下）/（S上 X L）X 100%

式中：

T ——结晶器铜管倒锥度%/m；

S上——结晶器铜管上口尺寸mm；

S下——结晶器铜管下口尺寸mm；

L ——结晶器铜管长度m。因此，采用这种锥度的结晶器铜管，可以减少结晶器铜管与铸坯之间的气隙，提高结晶器的传热能力，形成的坯壳更厚、更均匀，从而减少在高拉速情况下，铸坯产生漏钢、脱方、裂纹等质量问题。

本发明中，结晶器铜管材质为银铜之任一种。由于银铜材质具在导热性能好、再结晶器温度高、拉伸成型性能好的特点，最适合用来制造高拉速结晶器铜管。

本发明中，结晶器铜管长度至少为1000mm，保证铸坯在结晶器内足够的冷却时间，形成更厚坯壳。