具有优化冷却结构的薄板坯结晶器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于连铸结晶器技术领域，更具体的说，属于一种具有优化冷却结构的薄板坯结晶器。
【背景技术】
[0002]现有技术中薄板坯的连铸过程以及薄板坯结晶器的设计在八十年代末期已有一定发展，目前可以认为这是一项成熟的技术。然而当使用板坯结晶器连铸低碳等级钢材、厚度较小的板材等产品、或者当连铸机在大于4-4.5米/分钟的工作速度下工作时，板坯结晶器会面临高热载的问题，因为高热载会导致板坯结晶器过热达到或接近结晶器内钢水的温度，特别是在冷却孔和宽板的平行部分之间的导热区域。板坯结晶器产生过热的另一个原因是热载荷的分配不均匀，特别是因为液态钢流动的熔化湍流导致冷却孔和宽板的平行部分之间的导热区域比其他区域的温度更高，这种高热量集中会引起板坯结晶器的磨损，另外这种现象还会引起板坯的质量问题、并最终对终端薄钢板产品的质量产生影响。
[0003]现有技术中薄板坯连铸结晶器中的热面和板坯结晶器的冷却孔之间的距离是不变的，无论是在水平方向还是垂直方向，板坯结晶器的冷却面和热面之间的铜板厚度是一样的；基于这种设计理念，在整个连铸面上板坯结晶器的水平热阻和垂直热阻都是一样的。现有技术中的薄板坯结晶器对由连铸过程和连铸参数决定的热湍流没有相应的应对措施，为了降低热面温度可以采用不同的手段，例如可以是提高冷却水的速度、或提高冷却水和铜之间的热传递效果。但是提高冷却水的速度、或提高冷却水和铜之间的热传递效果都不能从根本上解决薄板坯结晶器中的热湍流问题。
[0004]图1A是本发明具有优化冷却结构的薄板坯结晶器的结构示意图，薄板坯结晶器具有两个对称设置的结晶器宽板1、两个对称设置的结晶器窄板2，两个结晶器宽板I和两个结晶器窄板2形成薄板坯的冷却腔体。图1B是本发明具有优化冷却结构的薄板坯结晶器的结构示意图，两个结晶器宽板I的热面上部均有一个凹槽，凹槽沿着结晶器宽板I热面的长度方向向下不断收敛直至与结晶器宽板I的正常热面保持一致，结晶器宽板上凹槽与冷却孔之间的距离比结晶器宽板下面的正常热面与冷却孔之间的距离小。
【发明内容】
[0005]本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种具有优化冷却结构的薄板坯结晶器。本发明提供一种用于薄钢板连铸的板坯结晶器，本发明薄板坯结晶器可以为连铸过程的过热现象提供高导热性，可以在不发生热过载的情况下有效地消除过热的问题。本发明的薄板坯结晶器有效地应对高热载荷和钢水变化的流体湍流，是一种具有可变化低热阻的板坯结晶器。
[0006]本发明的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，薄板坯结晶器具有两个对称设置的结晶器宽板、两个对称设置的结晶器窄板，两个结晶器宽板和两个结晶器窄板形成薄板坯的冷却腔体，两个结晶器宽板的热面上部均有一个凹槽，凹槽沿着结晶器宽板热面的长度方向不断收敛直至与结晶器宽板的正常热面保持一致，凹槽与结晶器宽板冷却孔之间的距离较结晶器宽板下部正常热面与冷却孔之间的距离小，其特征在于:结晶器宽板的凹槽按着不同的位置分别增加壁厚减薄量、形成第一凹槽加工区域、两个第二凹槽加工区域和两个第三凹槽加工区域，其中:
[0007]第一凹槽加工区域位于结晶器宽板中线两侧170mm范围内，第一凹槽加工区域内有相同的壁厚减薄量；
[0008]两个第二凹槽加工区域对称地位于距离结晶器宽板热面中线两侧170mm-300mm范围内，两个第二凹槽加工区域均有相同的壁厚减薄量；
[0009]两个第三凹槽加工区域对称地位于距离结晶器宽板热面中线两侧300mm-630mm范围内，两个第三凹槽加工区域内均有相同的壁厚减薄量。
[0010]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:第一凹槽加工区域有3mm的壁厚减薄量。
[0011]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:第二凹槽加工区域有4mm的壁厚减薄量。
[0012]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:第三凹槽加工区域有6mm的壁厚减薄量。
[0013]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:结晶器宽板热面的第一凹槽加工区域壁厚减薄量沿着结晶器宽板垂直方向设置120_-220_。
[0014]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:结晶器宽板热面的第二凹槽加工区域壁厚减薄量沿着结晶器宽板垂直方向设置120mm-180mm。
[0015]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:结晶器宽板热面的第三凹槽加工区域壁厚减薄量沿着结晶器宽板垂直方向设置150mm-220mm。
[0016]根据以上所述的具有优化冷却结构的薄板坯结晶器，优选:第一凹槽加工区域与第二凹槽加工区域之间有圆弧过渡，第二凹槽加工区域与第三凹槽加工区域之间有圆弧过渡。
[0017]本发明与现有技术相比具有结构简单合理、可靠性高、连铸过程中液态钢流动的熔化湍流得到有效控制、连铸薄钢板质量好等特点。本发明板坯结晶器采用降低结晶器的热阻的方式提高了其冷却效果、降低了其热湍流问题，本发明板坯结晶器中冷却水和热面之间的铜板厚度降低后即可获得该技术效果，本发明的板坯结晶器和现有技术区别在于降低了钢水区域的铜板厚度有效地解决了现有技术中存在的问题。
【附图说明】
[0018]附图1A是现有技术中薄板坯结晶器的结构示意图一；
[0019]附图1B是现有技术中薄板坯结晶器的结构示意图二 ；
[0020]附图2A是本发明薄板坯结晶器的第一凹槽加工区域示意图一；
[0021]附图2B是本发明薄板坯结晶器的第二凹槽加工区域示意图二 ；
[0022]附图2C是本发明薄板坯结晶器的第三凹槽加工区域示意图三。
【具体实施方式】
[0023]图2A