专利名称：分体式带导流水槽的水套及组装方法
技术领域：
本发明涉及一种分体式带导流水槽的水套及组装方法，具体为冶金行业的用于高效方坯连铸机结晶器的水套，属于冶金连铸技术领域。
背景技术：
结晶器是连铸机的关键部件，由铜管、包覆在铜管外部导流水套及电磁搅拌器等部件组成，方坯连铸机的结晶器在高拉速的条件下，为确保钢水在结晶器内均勻形壳，并在结晶器出口位置达到一定的坯壳厚度，要求结晶器四周及角部冷却均勻，且具有足够的冷却效率。公知的结晶器中，其铜管是由厚壁铜管经过特别设计的芯棒及外模挤压拉拔而成， 当挤压拉拔工序完成、撤出芯棒后，结晶器铜管因无法消除的残余应力原因，造成圆弧半径发生改变，即使是同一套模具生产出的铜管，其圆弧直径变化差别甚至达到1米以上。另一方面，现有结晶器铜管是直接与结晶器筒体相连，连接处结晶器的上端面与卡槽是通过铜管的外形圆弧来定位的，制造商往往忽视铜管在成型后弧度的变化，默认为是设计的圆弧，因此，一旦圆弧发生大的变化，就会造成铜管圆弧的圆心与铸机中心发生较大的偏差，当铸机以高拉速生产时，很容易造成坯壳生长不均勻，甚至漏钢等问题。公知结晶器导流水套是不锈钢板冲压成型后，焊接而成，由于加工过程中尺寸精度难以保证，工作中导流水套与结晶器铜管之间的水缝不均勻现象极易发生，直接导致坯壳的生长不均勻。中国发明专利《一种连铸结晶器中冷却水形成湍流的方法及结晶器》(申请号200810079470.6申请日2008-09-25)公开的湍流式冷却水连铸结晶器，工作中水套与结晶器外表面之间形成凹凸不平的水缝使得冷却水以湍流形式流动，增强了冷却水热交换效果，其不足之处是该结构也不能确保水套与铜管之间水缝的均勻一致性， 从而出现湍流不均；实用新型专利《弧形管式结晶器》(申请号200920105634. 8申请日 2009-02-04)公开的是内水套与铜管之间设置有多个间隙调节件，其不足之处是实际使用过程中，当出现水缝不均时，调节困难，并不能严格的通过调节实现水缝均勻一致。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术所提出的问题，提供一种分体式带导流水槽的水套及组装方法，由内、外弧半水套及密封件、紧固件、定位销组装成，水套是以结晶器筒体中心线为分割线的两个分体，同时分割开的是水套内水道、角部水道、侧面及弧面水道，从机械结构上保证了冷却水缝的可控性，可避免铜管圆弧的圆心与铸机中心发生偏差，有利于提高水缝换热效果，降低生产运行成本。本发明的技术方案是分体式带导流水槽的水套，是包围在结晶器铜管外部的导流水套，包括内弧半水套、外弧半水套、密封件、紧固件及定位销；所述的分体式带导流水槽的水套与结晶器筒体之间的间隙有密封件密封，结晶器筒体的进水箱与出水箱之间也有密封件分开，结晶器铜管上端有卡环，卡环上部是结晶器上盖，其特征在于所述的内弧半水套与外弧半水套是以结晶器筒体中心线为分割线的两个分体，内弧半水套与外弧半水套之间通过紧固件及定位销固连；分体式带导流水槽的水套与结晶器铜管之间有密封件。其有益效果是通过密封件将结晶器筒体的进水箱与出水箱分割；结晶器铜管上端通过卡环及结晶器上盖限制上下位移，结晶器铜管周向被分体式带水槽导流水套包围、并通过紧固件螺栓使结晶器铜管与分体式带水槽导流水套紧密贴合，从结构上确保结晶器铜管外形弧度与水套内腔槽面弧度的一致。如上所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套的内腔上，至少加工有五个给定深度且均勻分布的纵向肋筋，相邻两个肋筋之间即是导流水槽。其有益效果是所述的肋筋将沿水套内腔周向不同位置的冷却水通道分割开来， 形成多个导流水槽，并将角部水通道与侧面及弧面水通道也分割开，有利于冷却水按设定路径流动，提高水缝换热效果。如上所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套的上端开有出水口、下两端开有进水口。其有益效果是通过控制进出水口流量大小， 达到可调节冷却水量的效果。如上所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套外侧，均勻分布有纵横交错的筋板。其有益效果是可保证分体式带水槽导流水套本身相对于薄壁结晶器铜管具有足够大的刚度，从结构上可控制铜管的变形。分体式带导流水槽的水套组装方法，是采用内弧半水套和外弧半水套两个分体组成的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套按设计的内腔尺寸及外形尺寸组合后，再进行整体加工，组合时内弧半水套与外弧半水套之间结合面上，预先添加设定厚度的垫片，使得组合成的水套内腔可与设计图纸中给定的结晶器铜管外形尺寸配合，水套上部外侧卡槽通过卡环与结晶器筒体配合，水套定位台阶与结晶器铜管之间通过卡环定位配合；加工完后撤去垫片，再将内弧半水套及外弧半水套组装在结晶器内，内弧半水套与外弧半水套结合面之间放置密封条后，再用定位销定位、并通过紧固件螺栓紧固。本发明的有益效果是(1)可以从机械结构上保证连铸机结晶器的制造精度，避免出现铜管圆弧的圆心与铸机中心偏差问题，同时可以达到控制冷却的目的，从而保证铸机在高拉速下稳定生产；(2)可以通过调节水压，使薄壁的结晶器铜管贴近凝固坯壳，减小坯壳与铜管之间的气隙，增加结晶器的换热效果；(3)由于机械结构保证了冷却水缝的可控性，可以设计更窄的水缝提高换热效果，或者减小结晶器水量，降低生产运行成本；(4) 大幅度减少了结晶器铜管的壁厚，不但降低了单只铜管的制造成本，同时由于尺寸精度的保证，减小了铜管的磨损，还可以提高单只铜管的使用寿命，从而大幅度降低备件的维护费用，并且能够有效地提高铸机的生产效率及产品质量的稳定性。
附图1是本发明实施例结构示意图； 附图2为附图1的俯视附图3为附图1中B—B向剖视图； 附图4为附图3中C处放大图； 附图5为附图1左侧并半剖视图； 附图6为附图1剖视图；附图7为连铸机结晶器上与本发明水套相关联的典型部件装配示意图； 附图8为附图7中A处放大图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施方式进一步说明，附图中的标记附图1 附图4中， 1 一内弧半水套，2—外弧半水套，3—密封件，4一紧固件，5—定位销；6—水槽，7—进水口，8—出水口，9一筋板。10 —卡槽，11 一定位台阶；附图7 附图8中，12—密封件I， 13—结晶器筒体，14一水套，15—结晶器铜管，16—紧固件，17—上盖，18—卡环I，19一密封件II，20—密封件III，21—卡环II，22—密封件IV。参照附图1 附图4及附图7和附图8，本发明分体式带导流水槽的水套14，是包围在结晶器铜管15外部的导流水套14，包括内弧半水套1、外弧半水套2、密封件、紧固件及定位销5 ；水套14与结晶器筒体13之间的间隙有密封件II 19密封，结晶器筒体13的进水箱与出水箱之间也有密封件I 12分开，结晶器铜管15上端有卡环II 21，卡环II 21的外圆定位在水套14上端定位台阶11处，水套14、结晶器铜管、位于铜管上部的上盖17三者之间有密封件III20，内弧半水套1与外弧半水套2以结晶器筒体中心线为分割线，形成两个弧形分体，内弧半水套1与外弧半水套2之间通过紧固件4及定位销5固连；卡环II 21及结晶器上盖17可限制结晶器铜管15上下位移，结晶器铜管15周向被水套14包围、并通过紧固件螺栓4使结晶器铜管15与水套14紧密贴合，从结构上确保结晶器铜管15外形弧度与水套14内腔槽面弧度的一致。如附图1 附图6所示，内弧半水套1和外弧半水套2的外侧，均勻分布有纵横交错的筋板9，内弧半水套1和外弧半水套2的内腔上，加工有多个给定深度且均勻分布的纵向肋筋，相邻两个肋筋之间即是导流水槽6，内弧半水套1和外弧半水套2的上端开有出水口 8、下两端开有进水口 7，由于肋筋将沿水套内腔周向不同位置的冷却水通道分割开来， 形成多个导流水槽，并将角部水通道与侧面及弧面水通道也分割开，因此有利于冷却水按设定路径流动，提高水缝换热效果。另一方面，还可以通过控制进水口 7及出水口 8的流量大小，达到可调节冷却水量的效果。均勻分布有纵横交错的筋板，可保证分体式带水槽导流水套本身相对于薄壁结晶器铜管具有足够大的刚度，从结构上可控制铜管的变形。分体式带导流水槽的水套组装方法是
(1)将内弧半水套和外弧半水套按设计的内腔尺寸及外形尺寸组合，组合时内弧半水套与外弧半水套之间结合面上，预先添加设定厚度的垫片，使得组合成的水套内腔可与设计图纸中给定的结晶器铜管外形尺寸配合，水套上部外侧卡槽通过卡环I 18与结晶器筒体配合，水套定位台阶11与结晶器铜管15之间通过卡环II 21定位配合；
(2)将组合好的水套整体进行加工，加工完后撤去垫片；
(3)将加工好的内弧半水套及外弧半水套组装在结晶器内，内弧半水套1与外弧半水套2结合面之间放置密封条3后，再用定位销5定位、并通过紧固件螺栓4紧固。从本发明实施例可以看出，结晶器铜管是直接与水套连接后再与结晶器筒体相连，铜管与水套之间有卡环，水套与筒体之间也有卡环，还有密封件密封，因为水套外部有加强筋板，加工及安装时两个半弧为可拆3，组装后有足够强度，可保证结晶器铜管不能变形，水套与铜管之间的水缝因导流水槽的定向引导作用，使得冷却水均勻定向流动，从而保证铸机在高拉速下稳定生产；还可以通过调节水压，使薄壁的结晶器铜管贴近凝固坯壳，减小坯壳与铜管之间的气隙，增加结晶器的换热效果；或者是设计更窄的水缝提高换热效果， 亦可采用更薄壁铜管，降低铜管制造成本，提高铜管的使用寿命，降低备件的维护费用，有利于铸机以高拉速时的安全生产。
权利要求
1.分体式带导流水槽的水套，是包围在结晶器铜管外部的导流水套，包括内弧半水套、 外弧半水套、密封件、紧固件及定位销；所述的分体式带导流水槽的水套与结晶器筒体之间的间隙有密封件密封，结晶器筒体的进水箱与出水箱之间也有密封件分开，结晶器铜管上端有卡环，卡环上部是结晶器上盖，其特征在于所述的内弧半水套与外弧半水套是以结晶器筒体中心线为分割线的两个分体，内弧半水套与外弧半水套之间通过紧固件及定位销固连；分体式带导流水槽的水套与结晶器铜管之间有密封件。
2.如权利要求1所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套的内腔上，至少加工有五个给定深度且均勻分布的纵向肋筋，相邻两个肋筋之间即是导流水槽。
3.如权利要求1所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套的上端开有出水口、下两端开有进水口。
4.如权利要求1所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套外侧，均勻分布有纵横交错的筋板。
5.分体式带导流水槽的水套，是包围在结晶器铜管外部的导流水套，包括内弧半水套、 外弧半水套、密封件、紧固件及定位销；所述的分体式带导流水槽的水套与结晶器筒体之间的间隙有密封件密封，结晶器筒体的进水箱与出水箱之间也有密封件分开，结晶器铜管上端有卡环，卡环上部是结晶器上盖，其特征在于所述的内弧半水套与外弧半水套是以结晶器筒体中心线为分割线的两个分体，内弧半水套与外弧半水套之间通过紧固件及定位销固连；分体式带导流水槽的水套与结晶器铜管之间有密封件。
6.如权利要求1所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套的内腔上，至少加工有五个给定深度且均勻分布的纵向肋筋，相邻两个肋筋之间即是导流水槽。
7.如权利要求1所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套的上端开有出水口、下两端开有进水口。
8.如权利要求1所述的分体式带导流水槽的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套外侧，均勻分布有纵横交错的筋板。
9.分体式带导流水槽的水套组装方法，是采用内弧半水套和外弧半水套两个分体组成的水套，其特征在于所述的内弧半水套和外弧半水套按设计的内腔尺寸及外形尺寸组合后，再进行整体加工，组合时内弧半水套与外弧半水套之间结合面上，预先添加设定厚度的垫片，使得组合成的水套内腔可与设计图纸中给定的结晶器铜管外形尺寸配合，水套上部外侧卡槽通过卡环与结晶器筒体配合，水套定位台阶与结晶器铜管之间通过卡环定位配合；加工完后撤去垫片，再将内弧半水套及外弧半水套组装在结晶器内，内弧半水套与外弧半水套结合面之间放置密封条后，再用定位销定位、并通过紧固件螺栓紧固分体式带导流水槽的水套组装方法，是采用内弧半水套和外弧半水套两个分体组成的水套，其特征在于 所述的内弧半水套和外弧半水套按设计的内腔尺寸及外形尺寸组合后，再进行整体加工， 组合时内弧半水套与外弧半水套之间结合面上，预先添加设定厚度的垫片，使得组合成的水套内腔可与设计图纸中给定的结晶器铜管外形尺寸配合，水套上部外侧卡槽通过卡环与结晶器筒体配合，水套定位台阶与结晶器铜管之间通过卡环定位配合；加工完后撤去垫片， 再将内弧半水套及外弧半水套组装在结晶器内，内弧半水套与外弧半水套结合面之间放置密封条后，再用定位销定位、并通过紧固件螺栓紧固。
全文摘要
本发明提供一种分体式带导流水槽的水套及组装方法，包括内、外弧半水套及密封件、紧固件、定位销组，水套是以结晶器筒体中心线为分割线的两个分体，各分体内有角部水道、侧面及弧面水道，水套的内腔上有肋筋，相邻两个肋筋之间构成导流水槽，水套外侧分布有纵横交错的筋板。水套组装时，先将内、外弧半水套按设计尺寸组合，再进行整体加工，加工完后将内、外弧半水套组装在结晶器内，结合面之间加密封条，定位销定位、螺栓紧固。本发明从机械结构上保证了冷却水缝的可控性，可避免铜管圆弧的圆心与铸机中心发生偏差，有利于提高水缝换热效果，降低生产运行成本。
文档编号B22D11/055GK102554153SQ20121000610
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者李富帅, 陶金明 申请人:中冶连铸技术工程股份有限公司