一种结晶器铜管曲线锥度结构的制作方法

本实用新型涉及钢铁生产设备技术领域,尤其涉及一种结晶器铜管曲线锥度结构。

背景技术：

钢铁生产行业，炼钢和连铸越来越发达，钢的品种越来越多，连铸拉速越来越快，对结晶器铜管的要求也越来越高，对于一些高碳钢和高合金钢，钢水在结晶器液面处的收缩量特别大，结晶器铜管的锥度液面处要达到2.5％以上，现有技术中的铜管抛物线锥度已经不能满足要求，如现有技术中的抛物线锥度公式y＝(t2-t1)*y1*x²/l/2+t1*y1*x，x为铜管其中一点距上口的距离(单位mm)，y为上口至此处的锥度(单位mm)，y1为上口尺寸，t1为上口锥度(％)，t2为下口锥度(％)，l为结晶器铜管长度(单位m)，结晶器铜管总锥度t＝(t1+t2)*l*y1/2，t1＝2*t/l/y1-t2，总锥度t增大，上口锥度t1随着增大，但下口锥度t2也随着增大，当总锥度大的使t1＝2.5％时，下口锥度已大的无法使用，开口朝右的抛物线下口锥度更大。

技术实现要素：

本实用新型就是为了克服现有技术存在的所述缺点，提供一种结晶器铜管曲线锥度结构；本实用新型三次曲线锥度，可以使铜管上口锥度加大到2.5％以上，而下口锥度仍可保持0.2-0.4％，上口锥度选用2％左右时，曲线非常接近抛物线，三次曲线锥度可取代抛物线锥度，能够满足连铸拉速高的要求，保证连铸拉速高工序的产品质量要求，提高连铸拉速的效率。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种结晶器铜管曲线锥度结构，包括铜管，所述铜管包括铜管本体、铜管上口、铜管下口，铜管本体、铜管上口、铜管下口分别设有锥度。

所述铜管本体、铜管上口、铜管下口的锥度y通过以下的三次曲线方程函数公式得到：

y＝a*x³+b*x²+cx，

其中，a＝[y1*l*(t1+t2)-2*t]/l³，

b＝[3*t-y1*l*(2*t1+t2)]/l²，

c＝y1*t1，

x为铜管其中一点距上口的距离，单位mm；

y为上口至此处的锥度，单位mm；

y1为上口尺寸，单位mm；

t1为上口锥度，％；

t2为下口锥度，％；

l为结晶器铜管长度，单位m；

t为结晶器铜管总锥度，t＝(t1+t2)*l*y1/2，％。

所述铜管上口锥度为2.57％。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型三次曲线锥度，可以使铜管上口锥度加大到2.57％以上，而下口锥度仍可保持0.2-0.4％，上口锥度选用2.57％时，曲线非常接近抛物线，三次曲线锥度可取代抛物线锥度，能够满足连铸拉速高的要求，保证连铸拉速高工序的产品质量要求，提高连铸拉速的效率。

2.本实用新型能够根据越来越多的钢品种的要求和连铸工艺的要求，快速准确地涉及确定铜管锥度曲线，符合铜管所需锥度，工作效率高，设计的产品质量可靠性高、稳定性强。

附图说明

图1为本实用新型结晶器铜管直面的结构示意图；

图2为图1的左视结构示意图，即本实用新型结晶器铜管弧面的结构示意图；

图3为本实用新型结晶器铜管的内腔尺寸曲线图；

图4为本实用新型结晶器铜管的锥度曲线图。

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，一种结晶器铜管曲线锥度结构，包括铜管1，所述铜管包括铜管本体11、铜管上口12、铜管下口13，铜管本体、铜管上口、铜管下口分别设有锥度，所述铜管上口外表面使用环形凹槽14，环形凹槽内设有相配合的密封圈，避免钢水渗漏和泄漏造成的隐患。所述铜管本体、铜管上口、铜管下口的锥度y通过以下的三次曲线方程函数公式得到：

y＝a*x³+b*x²+cx，

其中，a＝[y1*l*(t1+t2)-2*t]/l³，

b＝[3*t-y1*l*(2*t1+t2)]/l²，

c＝y1*t1，

即y＝{[y1*l*(t1+t2)-2*t]/l³}*x³+{[3*t-y1*l*(2*t1+t2)]/l²}*x²+y1*t1x；

x为铜管其中一点距上口的距离，单位mm；

y为上口至此点处的锥度，单位mm；

y1为上口尺寸，单位mm；

t1为上口锥度，％；

t2为下口锥度，％；

l为结晶器铜管长度，单位m；

t为结晶器铜管总锥度，t＝(t1+t2)*l*y1/2，％。

y的导数为：y＇＝3{[y1*l*(t1+t2)-2*t]/l³}*x²+2{[3*t-y1*l*(2*t1+t2)]/l²}*x+y1*t1。

x＝0时，y＇即斜率＝y1*t1；x＝l时，y＇即斜率＝y1*t2。

其中图1是长度为1000mm的结晶器铜管直面，图1中，b为上下口外径尺寸，b1为上口内径尺寸，b0为下口内径尺寸，其中b1＞b0，比如b1比b0大1.11mm，形成一个图1中向下逐渐变小的锥度。图1中铜管本体、铜管上口、铜管下口为为沿着轴向的一个锥度。

图2是长度为1000mm的结晶器铜管弧面，图2中，a为上下口外径尺寸，a1为上口内径尺寸，a0为下口内径尺寸，其中a1＞a0，比如a1为133mm，a0为131.87mm，a1比a0大1.13mm，或者a1为134.6mm，a0为133.47mm，a1比a0大1.13mm，形成一个形成一个图2中向下逐渐变小的锥度锥度，见表1。另外，弯管结晶器铜管的轴孔内侧壁弯曲半径r3、轴孔轴线弯曲半径r2、轴孔外侧壁弯曲半径r1,r1＞r2＞r3,其中r2的圆心距离上口的直线长度l1小于r2的圆心距离下口的直线长度l2，r1的圆心在r2圆心的上部，r3的圆心在r2圆心的下部，即r1、r2、r3的圆心不同心设置。

结合图2，通过本实用新型的上述三次曲线方程函数公式得到的铜管某个位置的锥度，只要y1、t、t1、t2、l各参数不超结晶器铜管的技术范围，通过公式计算出的锥度曲线在三次曲线的那一段无极点，符合铜管所需锥度。通过实验可知，本实用新型的三次曲线锥度结构，可以使铜管上口锥度加大到2.5％以上，本实用新型中所述铜管上口锥度能够达到2.57％，而下口锥度仍可保持0.2-0.4％，上口锥度选用2.5％左右时，曲线非常接近抛物线，也就是说，三次曲线锥度也可取代抛物线锥度。具体实验数据见下表1。

本实用新型在确定铜管锥度曲线参数时，可以采用用户给定的t、t1、t2参数，也可以根据连铸工艺自行确定t、t1、t2参数，利用excel输入各数据和公式，电子表格会自动生成各点锥度，通过整理出图表能够直观的查看曲线，将表格在电脑中保存好，以后设计铜管锥度曲线时，只要输入y1、t、t1、t2、l、x的参数，或者只需要修改y1、t、t1、t2、l、x的参数，铜管某个位置的锥度立即重新生成，过程不超10秒，快速准确。

表1

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在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。