CN210817369U - 一种适应极高拉速的铜管结晶器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适应极高拉速的铜管结晶器，包括铜管、导流水套，所述铜管内腔锥度采用凸型锥度，沿铜管面部中线的凸型锥度大于钢坯的收缩，角部凸型锥度小于钢坯的收缩，所述铜管外表面设有水槽，所述导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过。能够有效增加铜管和冷却水的换热面积，这样可以在水缝截面积相同的情况下使换热面积增加一倍，且水流均匀，从而实现钢坯的极高拉速，保证工序产品质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及炼钢设备的结晶器技术领域，尤其涉及一种适应极高拉速的铜管结晶器。
背景技术
提高拉速是炼钢厂提高连铸效率的一个重要措施，150方坯目前连铸拉速一般在每分钟2.4米至3.2米之间，假如拉速能提高至4.5米，效率就会提高50％，这对连铸来讲是革命性的进步。大幅提高拉速是一项系统工程，首先连铸机半径必须在八米以上，否则无法继续提拉速。震动、配水、水口、保护渣等都需要改进，但最主要也是最重要的是结晶器的改进，拉速大幅提高意味着结晶器热流的大幅增加，要把增加的这一部分热量导出才能够提高拉速。现有技术中的连铸机构和工艺已成熟，要把大幅增加的结晶器热流导出会有很大的难度，拉速已基本到极限。因此必须采用新的材料、结构及特殊工艺，达到使大量的热量能从钢水充分导至铜管，冷却水又能及时带走铜管的热量，从而需要一种适应极高拉速的结晶器。
实用新型内容
本实用新型就是为了克服现有技术存在的上述缺点，提供一种适应极高拉速的铜管结晶器。本实用新型通过在铜管外表面设有水槽，导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过。能够有效增加铜管和冷却水的换热面积，这样可以在水缝截面积相同的情况下使换热面积增加一倍，且水流均匀，从而实现钢坯的极高拉速，保证工序产品质量。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种适应极高拉速的铜管结晶器，包括铜管1、导流水套，所述铜管内腔锥度采用凸型锥度，沿铜管面部中线的凸型锥度大于钢坯的收缩，角部凸型锥度小于钢坯的收缩，所述铜管外表面设有水槽，所述导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过。通过采用凸型锥度结构设计，适应了沿铜管面部中线的热流比两边大、铜管面部中间对钢坯形成挤压能最大限度的导出热量，角部锥度略小于钢坯收缩能是对中间钢坯挤压时有向两边的位移预留空间的要求，不至于造成把钢坯拉裂，同时角部是二维冷却，坯壳厚度有保证。
通过在铜管外表面设有水槽，增加了铜管和冷却水的换热面积，这样可以在水缝截面积相同的情况下使换热面积增加一倍，且水流均匀，从而实现钢坯的极高拉速。
所述铜管长度为1000mm-1100mm。该长度的铜管能保证钢水在提速的情况下有足够的冷却时间。
所述铜管长度L为1000mm，壁厚20mm，水槽宽W为5mm、深为De10mm，水槽数量56个，铜管采用凸型锥度，其中铜管内腔角部抛物线锥度1.2mm，上口中间凸出1.3mm～2mm，从上口往下凸出逐渐减小，至距上口500mm处凸出变为0mm,800-1000mm处锥度要小。
本实施例中的其中一个角部尺寸L1为155.2mm，中间尺寸L2为 156.5mm，中间凸出1.3mm。
在结晶器总成上设有足辊，所述足辊对弧准确，相对两足辊的距离精确。通过足辊对钢坯加以约束、防止钢坯鼓肚变形甚至漏钢。
所述足辊至少安装两排。
所述铜管采用银铜材质的铜管。而银铜能大幅提高软化温度，保证使用过程中不变形。避免了极高拉速下结晶器铜管轻微的变形影响内腔锥度造成的隐患。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型通过在铜管外表面设有水槽，导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过。能够有效增加铜管和冷却水的换热面积，这样可以在水缝截面积相同的情况下使换热面积增加一倍，且水流均匀，从而实现钢坯的极高拉速，保证工序产品质量。
2.通过铜管长度为1000mm-1100mm，壁厚20mm，水槽宽5mm深10mm，水槽数量56个，铜管采用凸型锥度，其中铜管内腔角部抛物线锥度1.2mm，上口中间凸出1.3mm～2mm，从上口往下凸出逐渐减小，至距上口500mm处凸出变为0mm。800-1000mm处锥度要小。连铸机半径R为10000mm。能保证钢水在提速的情况下有足够的冷却时间，增加换热面积，实现钢坯的极高拉速，保证工序产品质量。
3.通过在结晶器总成上设有足辊，足辊对弧准确，相对两足辊的距离精确。实现了足辊对钢坯加以约束、防止钢坯鼓肚变形甚至漏钢。
4.通过铜管采用银铜材质的铜管，而银铜能大幅提高软化温度，保证使用过程中不变形，避免了极高拉速下结晶器铜管轻微的变形影响内腔锥度造成的隐患。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2的上端部A向视图；
图4为图1的B-B剖视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-4所示，一种适应极高拉速的铜管结晶器，包括铜管1、导流水套，导流水套套装在铜管外壁，本实施例中没有表示出。所述铜管内腔11 锥度采用凸型锥度，沿铜管面部中线的凸型锥度要明显大于钢坯的收缩，角部凸型锥度要略小于钢坯的收缩。通过采用凸型锥度结构设计，适应了沿铜管面部中线的热流比两边大、铜管面部中间对钢坯形成挤压能最大限度的导出热量，角部锥度略小于钢坯收缩能是对中间钢坯挤压时有向两边的位移预留空间的要求，不至于造成把钢坯拉裂，同时角部是二维冷却，坯壳厚度有保证。
所述铜管外表面设有水槽12，所述导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过，增加了铜管和冷却水的换热面积，这样可以在水缝截面积相同的情况下使换热面积增加一倍，且水流均匀。铜管开水槽后，为保证铜管刚度要增加壁厚。现有技术中的普通方坯结晶器使用导流水套，铜管与导流水套有4毫米的水缝，水缝内的高速水流带走铜管的热量。但大幅提高拉速后，现有技术中单靠增加冷却水的水量水速将不能及时带走更多的热量，而本实用新型的结晶器结构通过在铜管表面开水槽，能够显著增加铜管和冷却水的换热面积，同时导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过，实现了在水缝截面积相同的情况下使换热面积增加一倍，且水流均匀。
所述铜管1长度为1000mm-1100mm。该长度的铜管能保证钢水在提速的情况下有足够的冷却时间。
作为较佳实施例，如图为本实用新型的150*150*1000-R10000型高效结晶器铜管，所述铜管长度1000mm，壁厚20mm，其中水槽宽5mm深10mm，水槽数量56个，铜管采用凸型锥度，其中铜管内腔角部抛物线锥度1.2mm，上口中间凸出1.3mm～2mm，从上口往下凸出逐渐减小，至距上口500mm处凸出变为0mm。800-1000mm处锥度要小。连铸机半径R为10000mm。
具体结构说明如下：铜管材质CuAg0.1,长度1000mm，壁厚20mm，铜管内表面硬度≥100，水槽宽5mm深10mm，水槽数量56个，截面积 5*10*56＝2800m㎡，换热面积(10+5+10)*56＝1400mm*L。此型号现有技术的普通结晶器铜管水缝截面积也是2800m㎡(周长700*水缝4)，但换热面积为700mm(周长)*L。本实用新型的铜管内腔角部抛物线锥度1.2mm(现有技术的普通150型结晶器铜管一般采用1.4mm的抛物线锥度)，0处中间凸出1.3mm，收缩量大的钢种也可凸出2mm，800-1000处锥度小，能够减小拉钢阻力和铜管磨损。比如，本实用新型对弧面尺寸，角部尺寸为 155.2mm，中间尺寸为156.5，从而凸出尺寸为1.3mm；同样，对直面尺寸，角部尺寸为155.2mm，中间尺寸为156.5，从而凸出尺寸为1.3mm。
在结晶器总成上设有足辊，所述足辊对弧准确，相对两足辊的距离精确。通过足辊对钢坯加以约束、防止钢坯鼓肚变形甚至漏钢。所述足辊至少安装2排。
所述铜管采用银铜材质的铜管。而银铜能大幅提高软化温度，保证使用过程中不变形。避免了极高拉速下结晶器铜管轻微的变形影响内腔锥度造成的隐患。
本实用新型从结晶器的铜管材质、长度、内腔形状、外表冷却方式、结晶器总成足辊的数量和精度方面保证了结晶器能够制得合格的钢坯。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，基于本实用新型中的实施例，不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种适应极高拉速的铜管结晶器，包括铜管、导流水套，其特征是，所述铜管内腔锥度采用凸型锥度，沿铜管面部中线的凸型锥度大于钢坯的收缩，角部凸型锥度小于钢坯的收缩，所述铜管外表面设有水槽，所述导流水套紧贴铜管外壁，冷却水从水槽流过。
2.如权利要求1所述的一种适应极高拉速的铜管结晶器，其特征是，所述铜管长度为1000mm-1100mm。
3.如权利要求2所述的一种适应极高拉速的铜管结晶器，其特征是，所述铜管长度L为1000mm，壁厚20mm，水槽宽为5mm、深为10mm，水槽数量56个，铜管采用凸型锥度，其中铜管内腔角部抛物线锥度1.2mm，上口中间凸出1.3mm～2mm，从上口往下凸出逐渐减小，至距上口500mm处凸出变为0mm,800-1000mm处锥度小。
4.如权利要求1所述的一种适应极高拉速的铜管结晶器，其特征是，在结晶器总成上设有足辊，所述足辊对弧准确。
5.如权利要求4所述的一种适应极高拉速的铜管结晶器，其特征是，所述足辊至少安装两排。
6.如权利要求1所述的一种适应极高拉速的铜管结晶器，其特征是，所述铜管采用银铜材质的铜管。
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|---|---|---|---|---|
| CN112139462A (zh) * | 2020-10-20 | 2020-12-29 | 常州市武进长虹结晶器有限公司 | 一种蜂巢式双效冷却结晶器总成及连铸机 |
| CN113857444A (zh) * | 2021-10-10 | 2021-12-31 | 秦皇岛瀚丰长白结晶器有限责任公司 | 一种适合生产普碳钢的高拉速结晶器 |
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