【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶金，更具体地说，是涉及一种超大断面异型坯结晶器传热结构。
技术介绍
1、h型钢因其产品特性，在各个领域得到了广泛的应用；随着经济发展，近年来客户对于h型钢超大规格、高性能的需求日益增多。异型坯作为近终型产品，在h型钢的轧制生产中具有其他铸坯无法比拟的优势；因此研究和发展超大规格异型坯连铸技术具有重要的意义。结晶器作为连铸机的“心脏”，其设计制作是连铸的核心技术之一；超大断面异型坯连铸，其关键技术在于结晶器高效传热，以满足其内部钢液更高的传热需求。目前普遍采用的异型坯结晶器由2块窄面铜板和2块宽面铜板组成；窄面铜板为规则的长方体，外侧设置矩形水槽；宽面铜板外侧为长方形面，内侧为凸型结构，铜板内部设置若干圆形水孔；宽面铜板内侧凸起部位称为腹板，两边水平部为则是翼稍，凸起部位与水平部为由斜坡面连接，称为斜面，斜面和腹板由较大的圆形倒角相连，称为大r角，斜面和翼稍由较小的圆角相连，称为小r角，四块铜板组合之后的结晶器内腔呈“h”形。结晶器的热传输行为是影响铸坯质量的关键因素之一；结晶器的热传输主要是通过铜板内的循环冷却水带走热量实现的，因此铜板内冷却水通道的设计是结晶器设计制作的核心。异型坯的两宽面和两窄面的冷却水通道基本为对称布置；窄面铜板冷却水通道基本为矩形水缝。目前应用的结晶器铜板冷却水通道内壁大多是光滑壁面，冷却水通过时较为平稳，湍动能较小，因此热交换效率较低。同时，由于冷却水湍流较弱，内壁面水流速度较低，水中杂质容易沉积结垢，导致冷却效果恶化。有部分专利设计了底部凹凸的矩形水缝、或者螺旋、锯齿等形状的限流杆
2、现有技术中有名称为“一种高效传热式异型坯连铸结晶器”、公开号为“cn102303103a”的技术，该技术涉及一种高效传热式异型坯连铸结晶器，矩形凹槽内壁面和圆孔内壁面均设置有使内壁面形成起伏不平的粗糙面的凸起或凹陷；插入的金属物的外周面设置凸起或凹陷的纹路，或者金属物为能够使其自身与圆孔之间形成起伏不平的水缝的螺旋线、螺旋带、螺旋片、交叉锯齿带、扭带、螺纹杆或静态混合器。使用本专利技术，能够改善结晶器内冷却水流动行为、增加结晶器冷却水热交换效率、减少冷却水道壁面结垢、延长结晶器铜板使用寿命。然而，该技术没有涉及本申请的技术问题和技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，有效提高传热效率，有效满足超大断面异型坯连铸的传热需求，从而提升产品加工质量的超大断面异型坯结晶器传热结构。
2、要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
3、本专利技术为一种超大断面异型坯结晶器传热结构，结晶器包括宽面板件和窄面板件，窄面板件的窄面板件内壁设置多道水缝，窄面板件的钢流冲击区域的每道水缝内壁分别设置多个凹进结构和多个凸出结构，所述的窄面板件包括窄面板件内壁、上端和下端，水缝为设置在窄面板件内壁上的凹槽结构。
4、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近腹板位置设置多个大孔,宽面板件的宽面板件内壁靠近r角位置设置多个小孔，宽面板件靠近大孔位置设置第一组的多个小孔，宽面板件靠近r角位置的第一组的多个小孔位置还设置第二组的多个小孔，每个大孔内贯穿一个限位杆，限流杆表面设置螺旋状的螺纹部，限流杆和大孔内壁之间设置缝隙。
5、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近斜面位置设置多个小孔，宽面板件的宽面板件内壁靠近斜面位置的第一组的多个小孔位置还设置第二组的多个小孔。
6、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近翼梢位置设置多个小孔。
7、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近腹板位置的大孔的直径φ在20mm～25mm；限流杆的直径φ在10mm～15mm。
8、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近大孔位置的小孔的直径φ在10～15mm，宽面板件内壁靠近r角位置的小孔位置的小孔的直径φ在10mm～15mm。
9、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近斜面位置的小孔的直径φ在10mm～15mm，宽面板件内壁靠近斜面位置的小孔位置的小孔的直径φ在10mm～15mm。
10、所述的宽面板件的宽面板件内壁靠近翼梢位置的小孔的直径φ在10mm～15mm。
11、所述的宽面板件和窄面板件均包括两个，宽面板件和窄面板件均为铜板材料制成的结构。
12、所述的宽面板件的宽面板件外壁为平面，宽面板件内壁为凸形，宽面板件内壁包括腹板、r角、斜面和翼梢。
13、采用本专利技术的技术方案，工作原理及有益效果如下所述：
14、本专利技术所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，结构设置时，对结晶器的宽面板件和窄面板件分别进行改进。宽面板件和窄面板件分别包括两块，窄面板件可以是铜板，窄面板件结构为规则的长方体，窄面板件的窄面板件内壁设置多道水缝，窄面板件的钢流冲击区域的每道水缝内壁分别设置多个凹进结构和多个凸出结构，所述的窄面板件包括窄面板件内壁、上端和下端，水缝为设置在窄面板件内壁上的凹槽结构。本专利技术的结构的关键改进点在于，窄面板件表面的钢流冲击区域进行局部湍流强化设计，该区域采用在水缝的内壁制作交错布置的多个凹进结构和多个凸出结构，每道水缝的内壁的多个凹进结构和多个凸出结构呈凹凸结构，以此增加其冷却水湍流强度，从而提升局部传热效率。宽面板件的结构进行改进时，所述宽面板件外壁(宽面板件外壁面)为矩形面，宽面板件内壁(宽面板件内壁面)呈凸形，包含中部凸起的腹板、两侧对称的翼稍、连接腹板和翼稍4的斜面、斜面与腹板相交的大r角以及斜面与翼稍相交的小r角。宽面板件沿内壁边缘钻设竖直圆孔，宽面板件a的水冷孔为双层布局设计，包括大孔和小孔。腹板部位内层设计圆形水冷孔，在圆形水孔内插入限流杆，圆形水孔和限流杆之间有间隙，形成环形冷却水缝；限流杆采用不锈钢螺纹钢筋，利用螺纹钢筋表面的凸起花纹增加冷却水的湍流强度，从而提升传热效率；腹板部位外层设计水冷圆孔，进一步提升传热效率及传热均匀性。在r角、斜面内层分别设计的水冷圆孔，通过水冷孔的合理布局设计来适应异型坯复杂热传输特性，改善宽面板件内壁面的温度分布的均匀性；r角、斜面外层亦设计数量较少的水冷圆孔以增加传热效率。翼梢则设计单层的水冷圆孔，以匹配翼梢传热需求相对较低的特性。
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1.一种超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：结晶器包括宽面板件(A)和窄面板件(B)，窄面板件(B)的窄面板件内壁(8)设置多道水缝(9)，窄面板件(B)的钢流冲击区域(11)的每道水缝(9)内壁分别设置多个凹进结构(10)和多个凸出结构(16)，所述的窄面板件(B)包括窄面板件内壁(8)、上端(13)和下端(12)，水缝(9)为设置在窄面板件内壁(8)上的凹槽结构。
2.根据权利要求1所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近腹板(1)位置设置多个大孔(6),宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近R角(2)位置设置多个小孔(7)，宽面板件(A)靠近大孔(6)位置设置第一组的多个小孔(7)，宽面板件(A)靠近R角(2)位置的第一组的多个小孔(7)位置还设置第二组的多个小孔(7)，每个大孔(6)内贯穿一个限位杆(14)，限流杆(14)表面设置螺旋状的螺纹部，限流杆(14)和大孔(6)内壁之间设置缝隙(15)，。
3.根据权利要求2所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的
4.根据权利要求2或3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近翼梢(4)位置设置多个小孔(7)。
5.根据权利要求2或3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近腹板(1)位置的大孔(6)的直径φ在20mm～25mm；限流杆(14)的直径φ在10mm～15mm。
6.根据权利要求2或3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近大孔(6)位置的小孔(7)的直径φ在10～15mm，宽面板件内壁(17)靠近R角(2)位置的小孔(7)位置的小孔(7)的直径φ在10mm～15mm。
7.根据权利要求3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近斜面(3)位置的小孔(7)的直径φ在10mm～15mm，的宽面板件内壁(17)靠近斜面(3)位置的小孔(7)位置的小孔(7)的直径φ在10mm～15mm。
8.根据权利要求2所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件内壁(17)靠近翼梢(4)位置的小孔(7)的直径φ在10mm～15mm。
9.根据权利要求2或3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)和窄面板件(B)均包括两个，宽面板件(A)和窄面板件(B)均为铜板材料制成的结构。
10.根据权利要求2或3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(A)的宽面板件外壁(5)为平面，宽面板件内壁(17)为凸形，宽面板件内壁(17)包括腹板(1)、R角(2)、斜面(3)和翼梢(4)。
...【技术特征摘要】
1.一种超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：结晶器包括宽面板件(a)和窄面板件(b)，窄面板件(b)的窄面板件内壁(8)设置多道水缝(9)，窄面板件(b)的钢流冲击区域(11)的每道水缝(9)内壁分别设置多个凹进结构(10)和多个凸出结构(16)，所述的窄面板件(b)包括窄面板件内壁(8)、上端(13)和下端(12)，水缝(9)为设置在窄面板件内壁(8)上的凹槽结构。
2.根据权利要求1所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(a)的宽面板件内壁(17)靠近腹板(1)位置设置多个大孔(6),宽面板件(a)的宽面板件内壁(17)靠近r角(2)位置设置多个小孔(7)，宽面板件(a)靠近大孔(6)位置设置第一组的多个小孔(7)，宽面板件(a)靠近r角(2)位置的第一组的多个小孔(7)位置还设置第二组的多个小孔(7)，每个大孔(6)内贯穿一个限位杆(14)，限流杆(14)表面设置螺旋状的螺纹部，限流杆(14)和大孔(6)内壁之间设置缝隙(15)，。
3.根据权利要求2所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(a)的宽面板件内壁(17)靠近斜面(3)位置设置多个小孔(7)，宽面板件(a)的宽面板件内壁(17)靠近斜面(3)位置的第一组的多个小孔(7)位置还设置第二组的多个小孔(7)。
4.根据权利要求2或3所述的超大断面异型坯结晶器传热结构，其特征在于：所述的宽面板件(a)的宽面板件内壁(17)靠近翼梢(4)位置设置多个小孔(7)。
5.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹国才，胡春林，陆强，杨应东，王金坤，王猛，张晓峰，张学森，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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