连铸结晶器铜板及连铸结晶设备

技术领域

本发明涉及连续铸造技术领域，具体而言，涉及一种连铸结晶器铜板及连铸结晶设备。

背景技术

通常，用于金属连铸的结晶器由铜或铜合金制成，通过螺栓与水箱连接，其与水箱之间的间隙为冷却水的流动通道，其中与钢水接触面为工作面，与冷却水接触的面为冷却面。

现有技术中的结晶器铜板用于连铸时，由于来自铸造过程的供热量较大，可能会有非预期的局部过热，导致结晶器变形。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的目的之一包括提供一种连铸结晶器铜板，其能够增加冷却水与铜板接触面增加，避免局部过热的情况，降低变形的几率。

本申请的目的之二包括提供一种包括上述连铸结晶器铜板的连铸结晶设备。

本申请可以这样实现：

第一方面，本申请提供一种连铸结晶器铜板，包括铜板本体、密封部、导流冷却筋以及多个条形的分隔部。

铜板本体的正面为工作面，背面为冷却面。

密封部设置于冷却面的周缘。

每个分隔部均包括沿冷却剂流动方向间隔分布的多个用于与水箱连接的螺孔部以及连接相邻两个螺孔部的加强筋；每个分隔部的两端均延伸至密封部，密封部、冷却面以及相邻的两个分隔部之间形成相对独立的冷却区间；多个分隔部沿与冷却剂流动方向垂直的方向平行间隔分布于冷却面。

导流冷却筋沿冷却剂流动方向设置于相邻的两个分隔部之间并用于将两个分隔部之间形成的冷却区间分隔成两个冷却水槽。

在可选的实施方式中，沿与冷却剂流动方向垂直的方向，任意相邻的两个分隔部之间的距离相等。

在可选的实施方式中，铜板本体沿冷却剂流动方向在两端依次形成高温区和低温区。

位于高温区内的至少部分加强筋的宽度小于螺孔部的宽度。

在可选的实施方式中，位于低温区内的至少部分加强筋的宽度大于螺孔部的宽度。

在可选的实施方式中，导流冷却筋相对于冷却面的高度低于密封部相对于冷却面的高度。

和/或，导流冷却筋相对于冷却面的高度低于加强筋相对于冷却面的高度。

在可选的实施方式中，位于低温区内的每个加强筋在冷却剂流动方向上的同一位置均设有用于与压条配合的键槽。

每个加强筋设置的键槽的宽度均相等。

在可选的实施方式中，设有键槽的加强筋上还设有固定螺孔，以通过紧固件与压条固定。

在可选的实施方式中，工作面在与冷却剂流动方向垂直的方向的中间部分呈漏斗型。

第二方面，本申请提供一种连铸结晶设备，包括镶条以及前述实施方式任一项的连铸结晶器铜板。镶条的轮廓与冷却面相匹配并通过压条固定在冷却面上。

在可选的实施方式中，镶条与冷却面之间形成用于冷却水流动的水缝。

其中，镶条面向冷却剂的接触面与冷却水槽的底面平行。

本申请的有益效果包括：

通过设置导流冷却筋，可以将一个冷却区间分隔成两个冷却水槽，这样，可以提高散热效果，在保证较高的换热效率的前提下，铜板本体的各个位置能够实现均匀冷却，能够避免局部过热的情况，降低变形的几率。同时，导流冷却筋还能提高整体的强度，并且降低了加工程序。包括上述连铸结晶铜板的连铸结晶设备也具有上述效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例提供的连铸结晶设备第一视角下的结构示意图；

图2为本实施例提供的连铸结晶设备第二视角下的结构示意图；

图3为本实施例提供的连铸结晶器铜板的结构示意图；

图4为本实施例提供的镶条的结构示意图。

图标：1000-连铸结晶设备；100-连铸结晶器铜板；10-铜板本体；11-工作面；12-冷却面；13-凹陷区域；14-冷却水槽；15-冷却区间；101-第一预设方向；102-第二预设方向；103-高温区；104-低温区；20-密封部；30-分隔部；31-螺孔部；32-加强筋；33-键槽；34-固定螺孔；40-导流冷却筋；200-镶条；201-接触面；300-水缝；400-压条。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

通常，用于金属连铸的结晶器由铜或铜合金制成，通过螺栓与水箱连接，其与水箱之间的间隙为冷却水的流动通道，其中与钢水接触面201为工作面11，与冷却水接触的面为冷却面12。现有技术中的结晶器铜板用于连铸时，由于来自铸造过程的供热量较大，可能会有非预期的局部过热，导致结晶器变形。

请参考图1至图4，本实施例提供了一种连铸结晶器铜板100及连铸结晶设备1000，其可以有效改善或解决上述技术问题。

以下将对本实施例提供的连铸结晶器铜板100进行详细介绍，该连铸结晶器铜板100包括铜板本体10、密封部20、导流冷却筋40以及多个条形的分隔部30。

铜板本体10呈薄板型，其采用铜材质。结合图1，以图1中的相对位置说明，上述铜板本体10的横截面大致呈长方形，本实施例中，铜板本体10的正面为工作面11，背面为冷却面12。按受热区域划分，该铜板本体10沿冷却剂流动方向在两端依次形成高温区和低温区，也即上部形成高温区103，铜板本体10的下部形成低温区104，高温区103与低温区104沿第一预设方向101分布。同时，图1示出的连铸结晶器铜板100中，冷却剂的流动方向以箭头A示出。值得说明的是，上述“高温区”和“低温区”并非指代温度在特定范围，而是二者相对比较而言，温度较高的称为高温区，温度较低的称为低温区。

密封部20设置于冷却面12的周缘，具体地，密封部20凸设于冷却面12且围绕铜板本体10的周缘设置，以对冷却面12中的冷却剂进行密封。

每个分隔部30均包括含冷却剂流动方向(本申请中也称为第一预设方向101或铜板本体10的宽度方向)间隔分布的多个螺孔部31以及连接相邻两个螺孔部31的加强筋32。其中，螺孔部31用于与水箱(图未示)连接。每个分隔部30的两端均延伸至密封部20。

多个分隔部30沿与冷却剂流动方向垂直的方向(本申请中也称为第二预设方向102或铜板本体10的长度方向)平行且间隔分布于冷却面12。较佳地，沿与冷却剂流动方向垂直的方向，任意相邻的两个分隔部30之间的距离相等。

密封部20、冷却面12以及相邻的两个分隔部30之间形成相对独立的冷却区间15。该冷却区间15用于与镶条200相匹配，以使得镶条200与冷却面12之间形成用于冷却水流动的水缝300。

导流冷却筋40沿冷却剂流动方向(第一预设方向101)设置于相邻的两个分隔部30之间，且导流冷却筋40的两端均延伸至密封部20，用于将两个分隔部30之间形成的冷却区间15分隔成两个冷却水槽14。

上述螺孔部31设置有销栓螺孔，在铜板本体10上，销栓螺孔呈行列分布。并且，沿第二预设方向102，任意相邻的两个分隔部30之间的距离相等。具体地，沿第二预设方向102，每相邻的两个分隔部30之间限定一个冷却区间15，多个冷却区间15之间相对独立。每个冷却区域内设有一个导流冷却筋40，其沿低温区104的底部延伸至高温区103的顶部，在保证整体强度的前提下，减少了加工程序。同时，可以增加与冷却水的接触面积，冷却效果更优。此外，由于冷却水槽14相对于冷却区间15，其宽度较窄，加工更方便，同时也方便后期冷却水槽14的清洗维护。可选地，可以减少冷却水槽14的数量，并增加镶条200的宽度，这样也能在一定程度上提高水冷效果。

通过设置导流冷却筋40，可以将一个冷却区间15分隔成两个冷却水槽14，这样，可以提高散热效果，在保证较高的换热效率的前提下，铜板本体10的各个位置能够实现均匀冷却，能够避免局部过热的情况，降低变形的几率。同时，导流冷却筋40还能提高整体的强度，并且降低了加工程序。

本实施例中，铜板本体10上方区域的加强筋32的厚度基本相等，且普遍较薄，铜板本体10下方区域的加强筋32的厚度基本相等，且普遍较厚。通过在高温区103内降低至少部分加强筋32的壁厚，可以提高水冷效果，避免高温区103内部分区域局部过热。此外，也可理解为位于高温区103内的至少部分加强筋32的厚度小于位于低温区104内的加强筋32的厚度。

具体的，位于高温区103内的至少部分加强筋32的宽度小于螺孔部31的宽度。位于低温区104内的至少部分加强筋32的宽度大于螺孔部31的宽度。相应的，也可理解为，沿第一预设方向101，位于高温区103内的至少部分密封部20的厚度小于位于低温区104内的密封部20的厚度。

通过高温区103的螺孔部31之间的加强筋32采用减少的壁厚，在保证铜板机械强度不降低的前提下，尽可能提高冷却水接触面。

结合图1和图2，导流冷却筋40相对于冷却面12的高度低于密封部20相对于冷却面12的高度，和/或，导流冷却筋40相对于冷却面12的高度低于加强筋32相对于冷却面12的高度。其中，密封部20的高度相对较高，可以起到较佳的密封效果。同时，导流冷却筋40的至少部分在冷却水液面内。

进一步地，位于低温区104内的每个加强筋32在冷却剂流动方向上的同一位置均设有键槽33，以与压条400配合。每个加强筋32设置的键槽33的宽度均相等。

进一步地，设有键槽33的加强筋32上还设有固定螺孔34，以通过紧固件与压条400固定。

本实施例提供的连铸结晶设备1000可包括镶条200、压条400以及连铸结晶器铜板100。镶条200的轮廓与铸结晶器的冷却面相匹配，通过压条400固定在铸结晶器的冷却面12上。具体地，本实施例中，镶条200与冷却面12之间形成用于冷却水流动的水缝300。其中，镶条200面向冷却剂的接触面(也即面向水缝300的一侧表面)与冷却水槽的底面平行。由此，可确保同一冷却水槽内的水缝300等高，并且，水缝300的高度可以根据需要通过调整镶条200的位置来确定。

本申请中，上述结构的装配可通过以下方式进行：先将镶条200安装到铜板本体10上，然后通过将压条400安装至键槽33中，最后通过紧固件(例如，螺钉)与固定螺孔34配合。从而实现将压条400固定至铜板本体10上，这样可以将镶条200有效地固定至铜板本体10上。

当镶条200安装至冷却区间15后，导流冷却筋40与位于高温区103内的加强筋32可以对镶条200起到较佳的定位作用。工作面11在第二预设方向102上的中间部分朝靠近冷却面12的方向凹陷，以形成凹陷区域13。也可理解为工作面11在与冷却剂流动方向垂直的方向的中间部分呈漏斗型。并且，镶条200也具有相应的形状，保证了水缝300形状的一致性，进而保证了冷却的均匀一致性，有利于提高铸坯成型质量。同时，结合图2中，水箱将安装在镶条200的下方区域。

综上，本申请提供的连铸结晶器铜板100至少具有以下效果：

第一，每个独立冷却区间15内设有一条导流冷却筋40，或，与冷却区间15相匹配的镶条200与铜板本体10组装后，导流冷却筋40与高温区103的加强筋32对镶条200可以起到定位作用，形成冷却水通道，即水缝300，镶条200与冷却水的接触面随连铸结晶器铜板100的漏斗区面曲率变化而变化，保证水缝高度的一致性，进而保证了冷却的均匀一致性，有利于提高铸坯成型质量。

第二，结晶器装配方案不变，充分利用现有的水箱，同时考虑连铸结晶器铜板100热应力及热裂纹集中在铜板上部高温区域，重点对铜板冷却面12的高温区103的水冷结构改造，加强水冷效果，高温区103的螺孔部31之间的加强筋32采用减少的壁厚，在保证铜板机械强度不降低的前提下，尽可能提高冷却水接触面。

第三，冷却水槽14数量减少，对应的镶条200加宽，便于装配及后期冷却水槽14清洗维护。

包括上述连铸结晶器铜板100的连铸结晶设备1000，具有连铸结晶器铜板100的全部功能。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。