专利名称：连铸结晶器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金技术领域，具体地指一种连铸结晶器。
背景技术：
连铸工艺技术因能够提高铸坯质量、改善劳动条件、且具有金属收得率高、节约能源、便于实现机械自动化等优点而为大多钢铁厂所采用。连铸生产过程中，钢水在冷却条件下凝固并粘附于结晶器内壁上，形成凝壳。在结晶器向上振动时期，上部新生凝壳粘接在结晶器壁并与之一起向上运动，而此时下部的凝壳则以拉坯速度向下运动，这样在两者之间的钢液就直接暴露在结晶器壁上，形成一个“二次弯月面”。负滑脱期开始后，上部凝壳随结晶器向下运动，在追赶下部凝壳的过程中生成“凝固桥”与其相连。在负滑脱期结晶器向下运动速度达到最大时，上部凝壳与下部凝壳焊合，在结晶器负滑脱焊合过程中，下部凝壳阻挡了上部凝壳随结晶器运动，起到了脱模的作用，由于上下两部分凝壳相互作用，向内挤压，在焊合的过程中就形成了一道振痕。振痕严重时，会使连铸坯表面质量恶化，并在振痕产生位置内部生成裂纹，导致浇注钢成分偏析。传统的结晶器内表面为铬、镍及各种合金涂层，主要是为了增加结晶器的耐磨性， 但在生产连铸坯的过程中，钢水在结晶器内表面形成的“二次弯月面”使该处钢水远离结晶器内表面，又由于结晶器的外部只有一个冷却水箱，冷却水从结晶器底部向上流动，冷却水温度逐渐上升，在二次弯月面处，上下初步生凝壳强度较小，导致在结晶器负滑脱焊合过程中变形较大，形成的振痕较深，影响浇注钢的使用性能。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种在生产连铸坯的过程中形成的振痕较浅、可明显提高连铸坯表面质量的连铸结晶器。为实现上述目的，本实用新型所设计的连铸结晶器，其内表面设有镀层并分为a、 b、c三个不同区域，所述a区域为结晶器顶部至其下SO-IOOmm区域，所述b区域为a区域下部边界至其下25-30mm区域，所述c区域为b区域下部边界至结晶器底部区域。其中，所述a区域和c区域表面镀层为耐磨材料，所述b区域表面镀层为纯铁、高碳钢、高硬度铁基合金或与浇铸钢种同种材料中的一种。所述结晶器的外部从底部至顶部连续设置有多个冷却水箱，且其中一个水箱的下部设在从结晶器顶部向下至Sl+2S2+200mm处，其中Sl为a区域高度，S2为结晶器振动的振幅，Sl和S2的单位为mm。进一步地，所述a区域镀层耐磨材料与浇注钢水间的湿润角不小于120度。进一步地，所述a区域和c区域表面镀层耐磨材料为陶瓷材料、铬、镍、氮化钛、氮化钒、氮化铬、三氧化二铬、五氧化二钒中的一种。进一步地，所述a、b、c区域镀层总厚度为0. 06 3mm。更进一步地，所述b区域镀层为多层，表面镀层厚度为0. 06 1mm。由于结晶器在工作状态下，钢水表面到二次弯月面之间区域设有纯铁、高碳钢、高硬度铁基合金或与浇铸钢种同种材料之类的镀层，降低了钢水在结晶器内表面的表面张力，缓解甚至消除钢水在结晶器内表面上形成的二次弯月面，使钢水紧靠结晶器。由于在结晶器二次弯月面处增设有冷却水箱，能够增加下部凝壳顶部及上部凝壳下部的强度，使得上下凝壳焊合在一起时具有足够的强度，提升抵抗钢水冲击能力，减小变形，从而减少振痕的发生。
图1为现有技术中连铸结晶器的结构示意图。图2为本实用新型的连铸结晶器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。从图1可以看出，现有的连铸结晶器的铜板3的内表面从上到下镀有相同的镀层 2，该镀层2可以为铬、镍或其合金，也可为氮化钛、氮化钒、氮化铬、三氧化二铬或者五氧化二钒，主要是为了增加结晶器的耐磨性，使在结晶器内部1浇注的钢水与连铸结晶器表面形成较大的湿润角。连铸结晶器外部只有一个冷却水箱4，冷却水温度从下至上逐渐升高。从图2可以看出，本实用新型的连铸结晶器的铜板3的内表面镀层2从上到下划分为a、b、c三个不同的区域，其中a区域为结晶器顶部至其下SO-IOOmm区域，b区域为a 区域下部边界至其下25-30mm区域。生产实践中，通过控制操作参数，使结晶器内部1浇注钢水后的钢水液面与结晶器顶部距离为80-100mm，并使形成的二次弯月面处正好处在b区域，而c区域则刚好在二次弯月面下方。a区域和c区域表面镀层材料与现有技术的镀层材料相同，而b区域表面镀层为纯铁、高碳钢或与浇铸钢种相同的材料中的一种，这样可以降低钢水在结晶器内表面的表面张力，缓解甚至消除钢水在结晶器内表面上形成的二次弯月面，使钢水紧靠结晶器。连铸结晶器的外部从底部至顶部连续设有两个冷却水箱41、42，且冷却水箱41、42的其中一个面即为铜板3，并且冷却水箱41、42的总高度为铜板3的长度， 而下部冷却水箱41的高度为H= (L-Sl-2S2-200)mm，其中L为结晶器的总长度(即铜板3的长度)，S1为a区域高度，S2为结晶器工作时的振幅，大小一般为3-8mm。冷却水箱也可以铜板3为其一个面沿垂直方向设置更多，只要保证所有冷却水箱的总高度为铜板3的长度，且其中一个水箱的下部设在从结晶器顶部向下至(S1+2S2+200) mm处艮口可。冷却水箱41、42的冷却水从下至上流动。由于从结晶器顶部至其下Sl+2S2+200mm 处增设了冷却水箱，这样钢水二次弯月面处的温度可以降得更低，并能增加下部凝壳顶部及上部凝壳下部的强度，使得上下凝壳焊合在一起时具有足够的强度，提升抵抗钢水冲击能力，减小变形。因此，本实用新型的连铸结晶器可以减少振痕深度，提高连铸坯的质量。采用本实用新型的连铸结晶器，在结晶器振幅为3. 5mm、振动频率为180/分、冷却水进水温度为30-35°C，出水温度控制为不高于进水温度6°C的情况下，生产的连铸坯振痕深度为现有技术生产的连铸坯振痕深度的30-50%。
权利要求1.一种连铸结晶器，其特征在于所述结晶器的内表面设有镀层并分为a、b、c三个不同区域，所述a区域为结晶器顶部至其下SO-IOOmm区域，所述b区域为a区域下部边界至其下25-30mm区域，所述c区域为b区域下部边界至结晶器底部区域，其中，所述a区域和 c区域表面镀层为耐磨材料，所述b区域表面镀层为纯铁、高碳钢、高硬度铁基合金或与浇铸钢种同种材料中的一种；所述结晶器的外部从底部至顶部连续设置有多个冷却水箱，且其中一个水箱的下部设在从结晶器顶部向下至Sl+2S2+200mm处，其中Sl为a区域高度，S2 为结晶器振动的振幅，Sl和S2的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于所述a区域镀层耐磨材料与浇注钢水间的湿润角不小于120度。
3.根据权利要求1所述的连铸结晶器，其特征在于所述a区域和c区域表面镀层耐磨材料为陶瓷材料、铬、镍、氮化钛、氮化钒、氮化铬、三氧化二铬、五氧化二钒中的一种。
4.根据权利要求1或2或3所述的连铸结晶器，其特征在于所述a区域、b区域、c区域镀层总厚度为0. 06 3mm。
5.根据权利要求1或2或3所述的连铸结晶器，其特征在于所述b区域镀层为多层， 表面镀层厚度为0. 06 1mm。
6.根据权利要求4所述的连铸结晶器，其特征在于所述b区域镀层为多层，表面镀层厚度为0. 06 1mm。
专利摘要本实用新型公开了一种连铸结晶器，它的内表面设有镀层并分为a、b、c三个区域，所述a区域为结晶器顶部至其下80-100mm区域，b区域为a区域下部边界至其下25-30mm区域，c区域为b区域下部边界至结晶器底部区域。其中，所述a区域和c区域表面镀层为耐磨材料，所述b区域表面镀层为纯铁、高碳钢或与浇铸钢种相同的材料中的一种；所述结晶器的外部从下至上连续设置有多个水箱，且其中一个水箱的下部设在从结晶器顶部向下至S1+2S2+200mm处，其中S1为a区域高度，S2为结晶器振动的振幅，S1和S2的单位为mm。本实用新型可降低钢水在结晶器内表面的表面张力，增加下部凝壳顶部及上部凝壳下部的强度，减小变形，减少振痕的发生。
文档编号B22D11/059GK202316935SQ20112042696
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者黄诚 申请人:武汉钢铁(集团)公司