一种连铸结晶器的制作方法

本发明涉及一种连铸结晶器，属于结晶器技术领域，具体涉及板坯、方坯、圆形坯、异形坯、超薄板坯连铸结晶器技术领域。

背景技术：

连铸坯会有各种缺陷,防止各种缺陷产生的方法也很多,其中很多缺陷的产生与连铸的关键设备—结晶器有关，连铸坯的很多缺陷是在弯月面处产生的,弯月面附近导出的热量太多和导出的热量不均匀,会引起裂纹和漏钢，特别是随着人们对产生效率要求，拉速越来越高，弯月面附近导出的热量更加剧烈，导出的热量更加不均匀，由此引起的裂纹和漏钢几率增加更为频繁。铸坯热量导出依赖连铸结晶器冷却水的带出，连铸结晶器铜板冷却水的通道是上下一致的，水量的设计是上下全部一致的。随着拉速的提高，要求总的冷却水量增加，由弯月面导出的热量当然更多，弯月面导出的热量将更加不均匀，缺陷自然更多，更频繁。

为了防治各种缺陷，现有技术有多种解决的技术手段。

公告号为CN 203155963 U的专利文献公开了一种浇注方坯的新型结晶器，在板坯结晶器的基础上，通过安装分流装置实现了方坯的生产，使得板坯结晶器生产产品具有多样化特点 ；相比于重新设计方坯结晶器，分流装置的应用降低了设备的成本 ；由于分流装置具有导热性能好，散热快的特点，同时，冷却水的通入，使得高温钢液的部分热量经分流装置被冷却水带走，提高了板坯结晶器的使用寿命 ；在钢液的凝固过程中，各部分坯壳均匀冷却，其生长也较为均匀，避免了铸坯裂纹、鼓肚等缺陷的产生，提高了铸坯的成材率。

但是，此专利实际是利用较宽的板坯结晶器，在宽度方向插入窄边结晶器，将板坯结晶器分成几个方坯结晶器，所述窄边结晶器因其两边都必须冷却，所以两边都必须有冷却水孔，而不是所谓的分流，上述文献在弯月面区域的水流量大，导热不均匀，没有控制流量的部件，导致热量传导不可控制，防止裂纹缺陷效果不好。

公告号为CN 202155493 U的专利文献公开了一种薄板坯连铸机结晶器宽面铜板冷却结构，针对目前薄板坯连铸结晶器宽面铜板冷却结构不合理，导致宽面铜板及铸坯温度冷却不均、易造成铜板裂纹严重、寿命低、铸坯质量缺陷等问题进行了改进，对结晶器宽面铜板冷却水道进行了优化设计，其冷却水道直径减小、数量增加，并且根据钢水温度分布情况进行合理分布，有效改善结晶器宽面冷却强度，改善结晶器宽面温度分布，减少结晶器铜板表面温度差，提高铸坯质量。

水槽冷却间隔不均匀，冷却也不均匀，变为水孔可以设计间隔均匀，温度分布相对均匀。上述专利在冷却的同时，为了进行导热，采用了冷却水道直径减小、数量增加，并且根据钢水温度分布情况进行合理分布，在弯月面区域的水流量没有减小，其同样存在在弯月面区域的水流量大，导热不均匀，没有控制流量的部件，导致热量传导不可控制，防止裂纹缺陷效果不好。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种导热均匀，在弯月面区域可以控制冷却流量的装置，解决了现有技术中存在的弯月面区域导热不均匀、流量不可控制，从而导致裂纹等缺陷的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种结晶器，包括铜板和水箱，水箱设置一个进水室和多个出水室，水箱或铜板设置中间凹陷，形成水冷热交换通道，通道与进水室和出水室连通，所述多个出水室至少有一个设置在弯月面区域，至少有一个设置在弯月面区域的下方，水箱周边凸起带有密封槽和密封圈。

优选地，弯月面区的凹陷浅于弯月面以下的凹陷。

优选地，所述设置在弯月面区域或下方的出水室连通管道上设置阀门。

优选地，所述进水室设置在水冷热交换通道的下部，所述出水室设置在水冷热交换通道的上部。

优选地，出水室一设置在弯月面区，和所述水冷热交换通道连通，出水室二设置在弯月面区下方。

优选地，所述进水室和出水室的管道至多有一个没有设置流量计。

优选地，包括可快速更换的水箱背板，进水室和出水室位于所述水箱背板。

优选地，所述水箱或铜板的凹陷区在两者通过紧固件拉合位置设置起支撑和导流的菱形块，所述菱形块的厚度等于凹陷的深度。

优选地，通过控制水冷热交换通道在弯月面的凹陷程度来调节水流量。

优选地，通过控制所述阀门的开合度来调节水流量。

优选地，所述进水室与进水管连通，出水室一与出水管一连通，出水室二与出水管二连通，所述出水管一和/或出水管二设置阀门。

优选地，通过控制水冷热交换通道在弯月面的凹陷程度和/或所述阀门的开合度来调节水流量。

优选地，在弯月面区的水流量为总水流量的40%～80%。

本发明的有益效果是：

1、本发明在结晶器上设置多个出水室，水流可以通过分流减小在弯月面区域的水流量，在现有技术中拉速越来越高的情况下，弯月面冷却更加均匀，防止剧烈冷却，弯月面大幅度收缩变化，消除缺陷。

2、本发明设置的冷却通道位于水箱，由凹陷形成，均匀冷却效果更加显著。控制弯月面流量可以通过调节弯月面区域的凹陷程度来进行，方便制造可以精确控制。

3、本发明为了调节流经弯月面的水流量，在出水室连通管道上可以设置阀门，通过阀门可以精确调节流经弯月面处的流量，方便试验获得精确的参数来控制缺陷。

4、本发明中水流由下到上流动，和连铸钢坯热传导好，很好的起到冷却的作用，通过设置流量计来测量流量，可以直观地得到流量对裂纹等缺陷的影响，从而控制合适的参数。

5、本发明设置水箱背板，可以快速更换，从而减小在安装和拆卸的劳动强度，更加方便、快捷。

6、菱形块的设置，使铜板与水箱不至于在拉合作用下，使铜板或水箱变形，同时菱形块的尖端顺着水流方向，不影响结晶器的热交换。

总之，设置两个出水室、控制阀门的开合度以及改变弯月面区域水冷热交换通道间隙的大小，并可观察进出水管上的流量计，使弯月面区域通水量为连铸结晶器总通水量在40%～80%之间调节更可控，使弯月面区的冷却水量降低，弯月面区冷却强度降低，热流密度减小，弯月面区域延长，热传导相对均匀，对结晶器整体而言，冷却水量没有减少，整体冷却能力没有改变，在弯月面区域产生连铸缺陷的因素大大降低，可有效消除连铸缺陷。

附图说明

图1为结晶器铜管和结晶器水箱组成的结晶器立剖面示意图。

图2为结晶器铜管和结晶器水箱在弯月面区形成窄水缝组成的结晶器立剖面示意图。

图3为结晶器水箱由水箱和水箱背板组成的结晶器立剖面示意图。

图4为由结晶器铜管中间凹陷形成的水缝冷却通道组成的结晶器立剖面示意图。

图5为结晶器水箱在凹槽面内设置支撑铜板并导流冷却水的支撑块示意图。

图6为结晶器铜板上设置凹槽，在凹槽面内设置支撑铜板并能导流冷却水的支撑块组成的结晶器立面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一:如图1所示, 一种连铸结晶器，包括结晶器铜管1和对结晶器铜管起支撑作用及冷却通水作用的结晶器水箱2，所述结晶器水箱设置一个进水室3和两个出水室，分别是出水室一4a和出水室二4b，所述进水室3与进水管5连通，所述出水室一4a与出水管一6a连通，所述出水室二4b与出水管二6b连通，所述出水管二6b上设置阀门7，所述出水管二6b与所述阀门7连通，所述结晶器水箱2设置中间凹陷、周边凸起带有密封槽8和密封圈9，与结晶器铜管1接触面形成周边密封，中间有间隙的水冷热交换通道10，所述出水室一4a对应设置在水冷热交换通道10的弯月面区，所述出水室二4b设置在紧邻所述出水室一4a的下面，所述进水室3设置在水冷热交换通道10的下部，所述进水管5上设置流量计11，所述出水管一6a上设置流量计12，所述出水管二6b上设置流量计13，通过控制所述阀门7的开合度，使出水室一4a与出水管一6a与连铸结晶器在弯月面区的通水量为连铸结晶器总通水量的70%～80%。

实施例二：如图2所示，一种连铸结晶器，包括结晶器铜管1和对结晶器铜管起支撑作用及冷却通水作用的结晶器水箱2，所述结晶器水箱2设置中间带有台阶的凹陷、周边凸起带有密封槽8和密封圈9，与结晶器铜管1接触面形成周边密封，中间带有台阶间隙的水冷热交换通道，所述中间带有台阶的凹陷对应弯月面区的凹陷相对较浅，对应弯月面以下的凹陷相对较深，对应弯月面区的水冷热交换通道二10b相对较小，对应弯月面以下的水冷热交换通道一10a相对较大，所述结晶器水箱设置一个进水室3和两个出水室，分别是出水室一4a和出水室二4b，所述进水室3与进水管5连通，所述出水室一4a与出水管一6a连通，所述出水室二4b与出水管二6b连通，所述出水管二6b上设置阀门7，所述出水管二6b与所述阀门7连通，所述出水室一4a对应设置在水冷热交换通道二10b的弯月面区，所述出水室二4b设置在紧邻所述出水室一4a的下面，所述进水室3设置在水冷热交换通道10a的下部，所述进水管5上设置流量计11，所述出水管一6a上设置流量计12，通过控制所述阀门7的开合度和改变水冷热交换通道二10b，使出水室一4a与出水管一6a与连铸结晶器在弯月面区的通水量为连铸结晶器总通水量的40%～50%。

实施例三：如图3所示，一种连铸结晶器，包括结晶器铜板1和对结晶器铜板起支撑作用及冷却通水作用的结晶器水箱，所述结晶器水箱，包括水箱2a和水箱2a与结晶器铜板1之间增加的可快速更换的水箱背板2b，所述水箱背板2b设置一个进水室3和两个出水室，分别是出水室一4a和出水室二4b，即所述结晶器水箱进水室和结晶器水箱出水室转移至所述水箱背板对应位置，所述进水室3与水箱2a及进水管5连通，所述出水室一4a与水箱2a及出水管一6a连通，所述出水室二4b与水箱2a及出水管二6b连通，所述出水管二6b上设置阀门7，所述出水管二6b与所述阀门7连通，所述结晶器水箱2设置中间凹陷、周边凸起带有密封槽8和密封圈9，与结晶器铜板1接触面形成周边密封，中间有间隙的水冷热交换通道10，所述出水室一4a对应设置在水冷热交换通道10的弯月面区，所述出水室二4b设置在紧邻所述出水室一4a的下面，所述进水室3设置在水冷热交换通道10的下部，所述出水管一6a上设置流量计12，通过控制所述阀门7的开合度，使出水室一4a与出水管一6a与连铸结晶器在弯月面区的通水量为连铸结晶器总通水量的55%～65%。

实施例四：如图4所示，一种连铸结晶器，包括结晶器铜管1和对结晶器铜管起支撑作用及冷却通水作用的结晶器水箱2，所述结晶器水箱设置一个进水室3和两个出水室，分别是出水室一4a和出水室二4b，所述进水室3与进水管5连通，所述出水室一4a与出水管一6a连通，所述出水室二4b与出水管二6b连通，所述出水管一6a上设置阀门7，所述出水管一6a与所述阀门7连通，所述结晶器铜管1上设置中间凹陷、周边凸起带有密封槽8和密封圈9，与结晶器水箱2接触面形成周边密封，中间有间隙的水冷热交换通道10，所述出水室一4a对应设置在水冷热交换通道10的弯月面区，所述出水室二4b设置在紧邻所述出水室一4a的下面，所述进水室3设置在水冷热交换通道10的下部，所述进水管5上设置流量计11，所述出水管一6a上设置流量计12，所述出水管二6b上设置流量计13，通过控制所述阀门7的开合度，使出水室一4a与出水管一6a与连铸结晶器在弯月面区的通水量为连铸结晶器总通水量的45%～55%。

实施例五：结晶器与实施例三基本相同，进一步地，如图5所示，所述结晶器水箱在凹槽面内设置支撑铜板并导流冷却水的菱形块15，能够有效防止铜板在冷却过程中产生的形变，并且能够对水流进行导流，利于热量传导，从而减小裂纹，防止缺陷发生。菱形块的设置，使铜板与水箱不至于在拉合作用下，使铜板或水箱变形，同时菱形块的尖端顺着水流方向，不影响结晶器的热交换。

实施例六：如图6，一种连铸结晶器，包括结晶器铜板1和对结晶器铜板起支撑作用及冷却通水作用的结晶器水箱2，所述结晶器水箱设置一个进水室3和两个出水室，分别是出水室一4a和出水室二4b，所述进水室3与进水管5连通，所述出水室一4a与出水管一6a连通，所述出水室二4b与出水管二6b连通，所述出水管6b和6a上设置阀门7，所述出水管6b和6a与所述阀门7连通，所述结晶器铜板1设置中间凹陷、周边凸起带有密封槽8和密封圈9，与结晶器水箱2接触面形成周边密封，中间有间隙的水冷热交换通道10，所述结晶器铜板1在凹槽面内设置支撑铜板并导流冷却水的支撑块15，所述出水室一4a对应设置在水冷热交换通道10的弯月面区，所述出水室二4b设置在紧邻所述出水室一4a的下面，所述进水室3设置在水冷热交换通道10的下部，所述进水管5上设置流量计11，所述出水管二6b上设置流量计13，通过控制所述阀门7的开合度，使出水室一4a与出水管一6a与连铸结晶器在弯月面区的通水量为连铸结晶器总通水量的55%～65%。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。