一种高拉速方坯结晶器的制作方法

1.本实用新型涉及钢铁生产中的连铸设备领域，具体的是一种高拉速方坯结晶器。


背景技术：

2.我国连铸机的台数和流数均世界第一，但平均年产能力却不高，现有大部分小方坯连铸机拉速并不高，150
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150mm螺纹钢小方坯连铸机拉速一般在3.0m/min-3.5m/min左右，包括螺纹钢在内的小方坯连铸机一般采用多机多流配置来保证产量。
3.提高小方坯连铸机拉速，可以减少连铸机流数，同时降低建设投资和生产运营成本。通过提高小方坯拉速，提高铸坯进入轧钢的温度，实现直接轧制，可以减少加热炉环节，进而降低能源消耗，降低碳排放。直轧技术具有节能降耗、降本增效的突出优势，尤其在建材领域，是国内钢铁企业发展的必然趋势。而小方坯高拉速技术是实现直轧的关键，结晶器做为连铸机的心脏，是实现高速的核心装备。现有的小方坯结晶器如图1和图2所示，含有铜管1和内水套2，目前大部分连铸机无法实现高拉速。


技术实现要素：

4.为了使连铸机实现高拉速，本实用新型提供了一种高拉速方坯结晶器，该高拉速方坯结晶器既可以保证大水流量带走大量热量，实现快速冷却，又能通过所述固定组件保证铜管的刚度，在大水压下不变形，保证铜管设计锥度不变形。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种高拉速方坯结晶器，包括内管、内水套和固定机构，内管套设于内水套内，内管和内水套之间形成环形水冷通道，所述固定机构含有沿内管的轴向间隔排列的多个固定组件排，每个所述固定组件排均含有沿内管的周向间隔排列的多个固定组件，内管和内水套通过所述固定组件连接固定。
7.所述固定组件含有连接螺杆，连接螺杆穿过内水套，连接螺杆的内端与内管连接固定，连接螺杆的外部与内水套连接固定。
8.内管的外表面内设有多个安装盲孔，连接螺杆的内端一一对应地固定于安装盲孔内。
9.所述固定组件还含有套丝钢筒，套丝钢筒套设于连接螺杆和安装盲孔之间，套丝钢筒与内管焊接，连接螺杆与套丝钢筒螺纹连接，套丝钢筒的外端与内水套抵接。
10.所述固定组件还含有固定块，固定块焊接于内水套外，固定块套设于连接螺杆外。
11.所述固定组件还含有螺母，螺母位于连接螺杆的外端，螺母与连接螺杆螺纹连接，螺母与固定块抵接。
12.内管的外表面设有多个导水槽，导水槽沿内管的轴向延伸，相邻的两个导水槽之间形成凸棱，凸棱与内水套之间存在间隙。
13.内水套的下部设有内进水口，内水套的上部设有内出水口，内进水口和内出水口均与环形水冷通道连通。
14.内水套外套设有外水套，内水套与外水套之间形成环形内腔空间，内水套依次通过内连接环和外连接环与外水套连接固定，环形内腔空间被内连接环和外连接环分隔成相互独立的上内腔空间和下内腔空间。
15.所述高拉速方坯结晶器还铯源和液面检测接收装置，铯源固定于内水套的上部内，液面检测接收装置固定于内水套的上部外。
16.本实用新型的有益效果是：该高拉速方坯结晶器可以实现大水流量和高水压，进而实现高拉速下方坯的快速冷却，通过合理锥度设计，可以稳定实现方坯的高拉速生产，拉速可高达4.5m/min-5.5m/min。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
18.图1是现有方坯结晶器的示意图。
19.图2是图1中a部位的放大示意图。
20.图3是本实用新型所述高拉速方坯结晶器的示意图。
21.图4是图3中b部位的放大示意图。
22.图5是图3中沿d-d方向的剖视示意图。
23.图6是图3中沿c-c方向的剖视示意图。
24.图7是图6的上部放大示意图。
25.1、内管；2、内水套；3、螺母；4、固定块；5、连接螺杆；6、套丝钢筒；7、外水套；8、上法兰；9、下法兰；10、铯源；11、液面检测接收装置；12、环形水冷通道；13、环形内腔空间；14、内连接环；15、外连接环；
26.101、安装盲孔；102、导水槽；103、凸棱；
27.201、内进水口；202、内出水口；
28.1301、上内腔空间；1302、下内腔空间。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
30.一种高拉速方坯结晶器，包括内管1、内水套2和固定机构，内管1套设于内水套2内，内管1和内水套2之间形成环形水冷通道12，所述固定机构含有沿内管1的轴向间隔排列的多个固定组件排，每个所述固定组件排均含有沿内管1的周向间隔排列的多个固定组件，内管1和内水套2通过所述固定组件连接固定，如图3至图6所示。
31.内管1和内水套2通过多个规则排布的所述固定组件连接固定，提高内管1(铜管)的刚度，保证内管1的刚度，在大水压和高拉速生产下不变形，即保证铜管设计锥度不变形。
32.在本实施例中，所述固定组件含有连接螺杆5，连接螺杆5穿过内水套2，连接螺杆5的内端与内管1连接固定，连接螺杆5的外端位于内水套2外，连接螺杆5的外部与内水套2连接固定。内管1的轴线和内水套2的轴线重合。
33.在本实施例中，内管1的外表面内设有多个安装盲孔101，连接螺杆5的内端一一对
应地固定于安装盲孔101内。所述固定组件还含有套丝钢筒6，套丝钢筒6套设于连接螺杆5和安装盲孔101之间，套丝钢筒6与内管1焊接，连接螺杆5与套丝钢筒6螺纹连接，套丝钢筒6的内端位于内管1的外表面内，套丝钢筒6的外端与内水套2的内表面抵接。
34.在本实施例中，所述固定组件还含有固定块4，固定块4焊接于内水套2的外表面，固定块4套设于连接螺杆5，固定块4呈圆筒形结构，固定块4与连接螺杆5间隙配合。所述固定组件还含有螺母3，螺母3位于连接螺杆5的外端，螺母3与连接螺杆5螺纹连接，螺母3与固定块4抵接。
35.在本实施例中，所述固定机构含有沿内管1的轴向均匀间隔排列的5个固定组件排，每个所述固定组件排均含有沿内管1的周向均匀间隔排列的4个固定组件，即所述固定机构共含有20个固定组件。沿内管1的轴向，每个所述固定组件排中的多个固定组件一一对应。
36.在本实施例中，内管1的外表面设有多个导水槽102，导水槽102沿内管1的轴向延伸，相邻的两个导水槽102之间形成凸棱103，凸棱103也沿内管1的轴向延伸，凸棱103与内水套2之间存在间隙，环形水冷通道12含有环形的所述间隙和多个导水槽102。导水槽102可以保证大水流量带走大量热量，实现快速冷却，如图5至图7所示。
37.在本实施例中，内水套2的下部设有内进水口201，内水套2的上部设有内出水口202，内进水口201和内出水口202均与环形水冷通道12连通。内水套2的上端连接有上法兰8，内水套2的下端连接有下法兰9。
38.在本实施例中，内水套2外套设有外水套7，内水套2与外水套7之间形成环形内腔空间13，内水套2依次通过内连接环14和外连接环15与外水套7连接固定，环形内腔空间13被内连接环14和外连接环15分隔成相互独立的上内腔空间1301和下内腔空间1302。
39.在本实施例中，外水套7的上端与上法兰8密封连接固定，外水套7的下端与下法兰9密封连接固定，内水套2的上部设有外出水口，内水套2的下部设有外进水口，冷却水可以依次经过该外进水口、下内腔空间1302、内进水口201、环形水冷通道12、内出水口202和上内腔空间1301后从该外出水口排出。
40.在本实施例中，所述高拉速方坯结晶器还铯源10和液面检测接收装置11，铯源10固定于内水套2的上部内，液面检测接收装置11固定于内水套2的上部外，液面检测接收装置11与外水套7连接固定，液面检测接收装置11用于内管1内钢水液面的检测，液面检测接收装置11可以为现有技术产品。
41.在本实施例中，导水槽102的宽度b为(4mm-6mm)，导水槽102的深度d为(6mm-8mm)，导水槽102的间距c为(9mm-12mm)，内管1的外壁与内水套2的间距a为(1.5mm-3mm)，内管1的壁厚f为(8mm-10mm)，内管1的内壁倒圆角r1为(5mm-7mm)。内管1的内部倒锥度设计为1.4％/m-1.8％/m，如图7所示。
42.内管1和内水套2通过多个所述固定组件连接固定，可以极大提高内管1刚度，保证内管1在大水量和大水压力的情况下不产生变形，保证铜管的内锥度。另内管1开导水槽102后，导水槽102与内管1的内表面之间的距离f值很小，可以更加快速的将内管1热面的热量带走，利于内管1内铸坯凝固潜热的快速释放。该高拉速方坯结晶器使用时水压力可达1.6mpa，冷却水的水流量可以为150m3/h-200m3/h，能够带走5.5m/min高拉速下的铸坯(150mm
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150mm至165mm
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165mm、或者150mm
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150mm、或者165mm
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165mm)产生的热量。
43.为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图3中的上侧方向，方位词“下”表示图3中的下侧方向。本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。
44.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。