CN101489703A - 用于液态金属，特别是液态钢材的连铸结晶器 - Google Patents

Abstract

一种用于浇铸液态金属，特别是浇铸液态钢材的连铸结晶器(1)，具有在整个结晶器表面上不均匀分布的热流密度。如果在新状态下使结晶器热侧与冷却通道底部之间的距离(等于结晶器宽侧板(2)的厚度(6))比通常的标准厚度(100％)至少降低20％降至80％，并且最初降到80％的厚度(6)由于修整而出现的进一步降低通过最后一次修整被限制为直到约5mm的最终厚度(6a)为止，则可以获得均匀的热流密度。

Description

用于液态金属，特别是液态钢材的连铸结晶器

技术领域

本发明涉及到一种用于液态金属，特别是液态钢材的连铸结晶器，该结晶器具有由铜材制成的结晶器宽侧板和结晶器窄侧板，这些宽侧板和窄侧板被水箱所围绕，以输入和排出冷却剂，并且这些侧板限定出具有平行和/或弧形走向的浇铸断面，在这些侧板的冷侧设有多个冷却剂通道，这些冷却剂通道在减小相应的结晶器宽侧板的厚度的情况下，在浇铸液面区域内具有最小的冷却剂通道断面。

背景技术

对薄板坯连铸设备的运行测试表明，连铸结晶器在结晶器表面上的热负荷分布是非常不均匀的。特别是在浇铸液面以下约70mm以内的区域内的热负荷尤为强烈。在这个部位所测得的热流密度比在整个结晶器上测得的平均热流密度大出数倍。在宽度方向上沿着浇铸液面的热流密度分布同样也是不均匀的。在结晶器宽侧板的外部区域内达到比中心部位高数倍的值，这归因于在中心位置设有潜管。

与这种热流密度非常不均匀的分布相对应地，在热侧的结晶器表面的温度也是明显有区别的，该热侧与钢水或者凝固的铸坯壳接触。除了对浇铸的连铸坯(例如板坯断面或薄板连铸坯断面)造成不可避免的不利后果外，在结晶器热侧上的局部较高的表面温度还会导致对这些部位产生更加严重的磨损，该磨损可以表现为局部断层或形成裂纹。一旦在结晶器热侧上出现的磨损超出一定程度，整个结晶器板的表面(包括承受热负荷比较小的表面或还能够使用的表面)就必须被修整，这只能通过铣削或其它切削工艺来实现。

从德国专利文献DE 102 26 214 A1可以了解到如前所述的连铸结晶器。该文献提出由铜材制成的盒式嵌件放在钢质的嵌板上并可以进行更换。在此，在结晶器的宽度和/或高度上，冷却剂与铜板热侧之间的铜板厚度是不同的。冷却剂通道断面被设计成在浇铸液面区域内的高度上的厚度最小，而在下部区域内冷却剂通道断面不断增大，其中，铜板厚度的下部区域也是不断增大的。经过多次浇铸后，所有这些措施依然不能避免前面所提及到的铜板磨损。

发明内容

本发明的任务在于降低连铸结晶器在宽侧板内的不同热负荷，并由此减小磨损。

本发明通过如下措施解决了所提出的任务，即在新状态下使结晶器宽侧板的热侧与冷却剂通道底部之间的距离(＝结晶器宽侧板2的厚度)比通常的标准厚度(100％)至少降低20％降至80％，并且最初降到80％的厚度由于修整而出现的进一步降低通过最后一次修整被限制为直到约为5mm的最终厚度为止。由此来降低在热负荷特别高的区域内结晶器热侧的表面温度，这样不仅降低了铸坯壳的机械负荷，也提高了连铸结晶器的使用寿命。如果在结晶器的新状态下使冷却通道与表面之间的距离至少降低20％，则产生明显降低结晶器宽侧板的表面温度的这种积极作用。迄今为止的新状态是以20mm至约40mm的板厚为出发点，这取决于如何为相关的连铸坯厚度设置结晶器宽侧板。因此，这是以迄今所用的结晶器宽侧板的厚度值为出发点。在目前的假定条件中，这相当于从新厚度起将该距离减小5mm，该新厚度因此相应变小。但是出于安全考虑，在整个工作期间该距离最后不能小于5mm。

例如：对于用于薄板坯连铸机且厚度不变的普通结晶器板，新状态下的板厚通常为25mm。这个厚度值目前至少降低5mm(20％)，达到20mm。

其他特征是，在浇铸液面区域内的冷却剂通道断面随着结晶器宽侧板厚度的减小而成比例地缩小。

为了不使该区域的流动阻力及相应的压力损失变得过大，根据另一种特征，冷却剂通道断面不大于初始冷却剂通道断面的新状态的80％。

另一种设计方案是，根据相应的冷却剂通道在宽度方向上的不同位置，不仅降低结晶器宽侧板的厚度，而且缩小冷却剂通道断面。

此外，建议在3-10次修整中将结晶器宽侧板2的厚度6降低到5-10mm之间，最大为15mm，其中，单次修整是去除0.3至1.5mm，最大为3mm的铜材。

另一种设计方案是，在浇铸液面区域内以及直到结晶器出口，冷却剂通道断面分别借助于固定在冷侧的、由耐常温材料组成的填充块构成。

此外，有利的是，填充块可以进行调整，以便用于减小冷却剂通道断面。

浇铸腔的另一种替代设计方案是：至少是结晶器宽侧板被设计成盒式板，这些盒式板在冷侧是以可拆卸的方式紧贴在冷却的适配板上。

在此基础上的另一种改进方案是，在适配板上设置单独的挤压体以形成最小冷却剂通道断面。

挤压体可被设计成具有不同外形，被存放备用并可更换地被固定。

在图中示出了实施例，下面对这些实施例进行详细说明。

附图说明

图1是连铸结晶器的透视图，该视图通过移开前面的结晶器宽侧板示出了潜管沉入其中的内部结构；

图2是结晶器宽侧板的垂直的局部平面剖视图，该图示出了与冷却剂通道在结晶器高度上的情况相关的铜板厚度；

图3与图2相似，是具有适配板的结晶器宽侧板的垂直的局部平面剖视图；

图4是当取下填充块或取下适配板时结晶器宽侧板冷侧的视图。

具体实施方式

连铸结晶器1(图1)由两个限定浇铸断面1b的结晶器宽侧板2和位于端部的结晶器窄侧板3构成，其中，冷却剂1a(例如水)在压力下经过冷却剂通道4(图2至图4)。由图可见，由于在浇铸液面区域5内潜管12的影响，形成了不同的热流密度区域5a和5b。区域5a的热流密度大于区域5b的热流密度。除此之外，通过从潜管溢出的钢水流，同样产生不同的热流密度，这些不同的热流密度也出现在结晶器入口的漏斗形的扩展部11处。必须采取冷却措施对这种不同的热流密度进行平衡。此外，结晶器宽侧板2的厚度6(通常在新状态下在20至40mm之间或更大)以100％被用作通常的标准厚度。由于这个原因，如图所示，在浇铸液面区域内经校正的新状态只有80％，以及降至开始的80％的厚度6在磨损时通过修整出现的进一步减小被限制到直到约5mm的最终厚度6a(图2)为止。除此之外，还可以通过与减小结晶器宽侧板2的厚度6成比例地减小在浇铸液面区域5内的冷却剂通道断面7来改善冷却效果(图2)。在目前所有使用的所谓CSP(紧凑式带钢生产技术)漏斗形结晶器结构形式和常规的结晶器板的情况下都可以采用这些措施。在这里，可以通过更大量的铣削来减小在浇铸区域5内热侧与冷却剂之间的最小冷却剂通道断面7。首先将冷却剂通道7减小至不超过各自初始冷却剂通道断面的新状态的80％。

图2表示了结晶器宽侧板2由于热侧表面中的磨损、裂纹及类似现象而经过多次修整后产生的最终厚度6a，其中，单次修整可以是去除0.3至1.5mm，最大为3.0mm的铜材。

在浇铸液面区域5内及直到结晶器出口9，冷却剂通道断面7是分别借助于固定在冷侧的由耐常温的材料组成的填充块10来构成。该填充块至少是为了减小冷却剂通道断面7的目的而是可调整的。

图3示出了用于由两个部分组成的盒式结晶器的连铸结晶器1的设计方案，其中，又示出了浇铸液面区域5，该浇铸液面区域包括在漏斗形的扩展部11内热流密度沿着浇铸方向13增加的区域5a。所谓的盒式结晶器基本上由前面介绍的结晶器宽侧板2和背面的适配板14构成，在它们之间设有冷却剂通道4，冷却剂1a通过该冷却剂通道输入和排出。在这里，各个冷却剂通道4也可以在浇铸液面5下面的区域内以更大深度地铣入材料中。相应形成的挤压体15减小了冷却剂通道断面7并提高了在该区域内的冷却剂流动速度。

在图3中，至少是结晶器宽侧板2被设计成为盒式板，这些盒式板在冷侧以可拆卸的方式紧贴在冷却的适配板14上，该适配板不一定必须由铜材组成。在这里，在适配板14上设置单独的挤压体15，用以构成最小的冷却剂通道断面7。挤压体15可具有不同外形，可以存放和可更换。

根据图4，在结晶器宽侧板2中，冷却剂通道4沿着宽度方向8分组布置。根据相应的冷却剂通道4沿宽度方向8的不同位置，不仅可减小结晶器宽侧板2的厚度6，而且可缩小冷却剂通道断面7。可以按不同数目的冷却剂通道4进行分组。在冷却剂通道4的垂直列之间，设有紧固螺纹16。

附图标记清单

1 连铸结晶器

1a  冷却剂

1b  浇铸断面

2 结晶器宽侧板

3 结晶器窄侧板

4 冷却剂通道

5 浇铸液面(区域)

5a  较高热流密度区

5b  较低热流密度区

6 结晶器宽侧板厚度

6a  经过材料去除后的最终厚度

7 最小冷却剂通道断面

8 宽度方向

9 结晶器出口

10 填充块

11 漏斗形的扩展部

12 潜管

13 浇铸方向

14 适配板

15 挤压体

16 紧固螺纹

Claims (10)

1.用于液态金属，特别是液态钢材的连铸结晶器(1)，该结晶器具有由铜材制成的结晶器宽侧板(2)和结晶器窄侧板(3)，这些侧板被水箱所围绕以输入和排出冷却剂(1a)，并且这些侧板限定出具有平行和/或弧形走向的浇铸断面(1b)，在这些侧板的冷侧设有多个冷却剂通道(4)，这些冷却剂通道在减小相应的结晶器宽侧板(2)的厚度(6)的情况下，在浇铸液面区域(5)内具有最小的冷却剂通道断面(7)，其特征在于：在新状态下使结晶器热侧与冷却剂通道底部之间的距离(＝结晶器宽侧板(2)的厚度(6))比通常的标准厚度(100％)至少降低20％降至80％，并且最初降到80％的厚度(6)由于修整而出现的进一步降低通过最后一次修整被限制为直到约5mm的最终厚度(6a)为止。

2.根据权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于：在所述浇铸液面区域(5)内的冷却剂通道断面(7)随着结晶器宽侧板(2)的厚度(6)减小而成比例地缩小。

3.根据权利要求2所述的连铸结晶器，其特征在于：所述冷却剂通道断面(7)缩小到不超过最初冷却剂通道断面(7)的新状态的80％。

4.根据权利要求1至3项之一所述的连铸结晶器，其特征在于：根据相应的冷却剂通道(4)在宽度方向(8)上的不同位置，不仅减小所述结晶器宽侧板(2)的厚度(6)，而且缩小所述冷却剂通道断面(7)。

5.根据权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于：在3至10次修整中将所述结晶器宽侧板(2)的厚度(6)降低到5至10mm之间，最大为15mm，其中，单次修整是去除大约0.3至1.5mm，最大为3mm的铜材。

6.根据权利要求1至5项之一所述的连铸结晶器，其特征在于：在所述浇铸液面区域(5)内以及直到结晶器出口(9)，所述冷却剂通道断面(7)分别借助于固定在冷侧的、由耐常温材料组成的填充块(10)构成。

7.根据权利要求6所述的连铸结晶器，其特征在于：所述填充块(10)至少为了缩小冷却剂通道断面(7)是可调整的。

8.根据权利要求1至7项之一所述的连铸结晶器，其特征在于：至少所述结晶器宽侧板(2)是盒式板，这些盒式板在冷侧以可拆卸的方式紧贴在冷却的适配板(14)上。

9.根据权利要求8所述的连铸结晶器，其特征在于：在所述适配板(14)上设置单独的挤压体(15)，以形成最小冷却剂通道断面(7)。

10.根据权利要求8和9所述的连铸结晶器，其特征在于：所述挤压体(15)被设计成具有不同外形，被存放备用，并且可更换地被固定。

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