本發明屬于連鑄機結晶器技術領域，特別涉及一種復合冷卻結構的超薄板坯結晶器銅板。

背景技術：

隨著科技發展，國內外的冶金技術，特別是大型鋼鐵企業通過對設備的改進和管理方法的完善，已可生產出高合金、高品質、高裂紋敏感性的鋼種，尤其是大斷面鑄坯連鑄技術的發展，使得鋼材的壓縮比增加、鋼材的產品質量得以快速提高，其中鑄坯在連鑄機結晶器內成型時需要進行冷卻，該過程需要使用帶冷卻水槽的結晶器銅板。

其中，超薄板坯結晶器銅板通常有兩種冷卻型式，一種是全水槽結構，但因水槽面要設置與水箱拉合的螺紋孔，由于螺紋孔所在的筋板要有一定寬度，這就導致冷卻水槽的間距呈現不均勻現象，為彌補這一現象，就在螺紋孔所在的筋板上增加了相應的冷卻水孔；另一種是全水孔結構，這種水孔加工，從銅板下口一直鉆到銅板上口；上述兩種銅板的結構設計都存在水孔加工難度大，廢品率較高的問題，無形中增加了企業的成本投入。

公告號為cn202155493u的專利文獻公開了一種薄板坯連鑄機結晶器寬面銅板冷卻結構，包括寬面銅板，寬面銅板上設置冷卻水道，所述冷卻水道呈非均勻分布，其中，在鋼水活躍的上回流區域冷卻水道間距為16-21毫米，其它部位冷卻水道間距為17-23毫米。該結構針對目前薄板坯連鑄結晶器寬面銅板冷卻結構不合理，導致寬面銅板及鑄坯溫度冷卻不均、易造成銅板裂紋嚴重、壽命低、鑄坯質量缺陷等問題進行了改進，對結晶器寬面銅板冷卻水道進行了優化設計，其冷卻水道直徑減小、數量增加，并且根據鋼水溫度分布情況進行合理分布，有效改善結晶器寬面冷卻強度，改善結晶器寬面溫度分布，減少結晶器銅板表面溫度差，提高鑄坯質量。

授權公告號cn102581239b公開一種用于高效板坯連鑄機的結晶器寬面銅板，包括寬面銅板本體及其上的若干列螺釘孔，寬面銅板本體的冷面設有冷卻水槽，所述冷卻水槽包括深度不同的深水槽和淺水槽；在相鄰兩列螺釘孔之間，兩條深水槽靠近螺釘孔對稱設置，兩條淺水槽靠近兩列螺釘孔的中心線對稱設置；所述深水槽的中心線距其最近一列螺釘孔的中心線距離為16~18mm，所述淺水槽的中心線距其最近深水槽的中心線距離為16~20mm。

上述兩種結構的不足之處在于：同樣存在水孔加工難度大、廢品率高的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種復合冷卻結構的超薄板坯結晶器銅板，本結構設計既能滿足水槽易加工的特點，同時又能避免液態鋼水在彎月面區域及初生坯殼的區域內冷卻不均勻現象，導致鋼坯帶來裂紋等缺陷的發生，使坯殼在彎月面區域形成和生長的更均勻，鋼坯質量更好。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種復合冷卻結構的超薄板坯結晶器銅板，包括正面為工作面、背面為冷卻面的銅板主體，在所述背面且在彎月面區域的下部設置多個冷卻水槽，所述冷卻水槽內設置鑲條，所述鑲條通過定位件與冷卻水槽底部形成冷卻水道，所述鑲條的下端與所述冷卻水槽的下側壁之間預留進水孔，在所述背面且在彎月面區域設置多個冷卻水孔，所述冷卻水孔的中心線平行于所述銅板正面，所述冷卻水孔的中心線與所述冷卻水道中心線距離所述正面距離相等，所述冷卻水孔在銅板主體的頂端設置螺紋堵頭，在所述螺紋堵頭的下面且在彎月面區域的上方設置出水孔，所述出水孔垂直于銅板背面，所述出水孔與所述冷卻水孔連通，在所述冷卻水孔和所述冷卻水槽交界位置設置連通二者的橫槽，所述冷卻水孔的數量多于所述冷卻水槽的數量，且所述冷卻水孔為等間距設置。

進一步的，在所述出水孔與所述橫槽之間的所述背面上設置橫向或豎向的伸縮縫或伸縮孔，所述伸縮縫或伸縮孔的底端距離冷卻水孔不小于5mm。

本發明的有益效果是：

1.本發明通過在銅板主體靠近彎月面區域的上端面設置多個冷卻水孔，并在冷卻水孔和冷卻水槽之間開設橫槽，采用冷卻水孔和冷卻水槽組合的冷卻方式，首先在制作工藝上，冷卻水槽和橫槽相對現有技術中直通式冷卻水槽的加工難度較低，既可解決鑄坯成型過程中由于冷卻水槽一通到底冷卻不均帶來質量隱患，又可解決一通到底的冷卻水孔加工難的問題，有效節約制作成本，降低報廢率；

特別是，在冷卻水孔和冷卻水槽之間設置連通兩者的橫槽，采用下進上出方式的鑄坯冷卻過程中，本結構設計使冷卻水槽內的冷卻水在橫槽內匯集后重新分配給冷卻水孔，有效預防冷卻水分布不均勻的問題發生，提高鑄坯成型質量。

2.在制作過程中，因超薄板坯結晶器銅板厚度較大，水槽較深，從加工角度冷卻水槽相對較寬，才有利于維持刀具的強度，同時水孔越多，銅板主體內部的溫度分布越均勻，所以水槽寬度要大于冷卻水孔的直徑，即冷卻水孔的數量多于冷卻水槽的數量。

3.冷卻水槽內設置鑲條，鑲條通過定位件與冷卻水槽底部形成冷卻水道，鑲條的下端與冷卻水槽的下側壁之間預留進水孔，進水孔出連通設置進水箱，銅板主體后端面的設置出水孔，出水孔靠近彎月面區域設置，出水孔的底端與冷卻水孔相連通；本結構設計通過在冷卻水槽內設置鑲條，使冷卻水道變窄，即增加了冷卻水道內的水流速度，從而提高整個結晶器的傳熱能力和冷卻效率。

4.出水孔與橫槽之間的背面上設置橫向或豎向的伸縮縫或伸縮孔，伸縮縫或伸縮孔的底端距離冷卻水孔的間距不小于5mm；本結構設計通過在銅板主體的澆注入口設置伸縮縫或伸縮孔，使得銅板主體高溫部位的熱脹冷縮得以適當補償，減少銅板主體澆注入口位置的預應力和形變大小，由于防止銅板紋裂和變形的現象發生，增加銅板的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的結構示意圖；

圖2為本發明實施例一沿澆注方向的截面結構示意圖；

圖3為本發明實施例二的結構示意圖；

圖4為本發明實施例二沿澆注方向的截面結構示意圖；

圖5為本發明實施例三鑲條為斜面的截面結構示意圖；

圖6為本發明實施例三鑲條為臺階狀的截面結構示意圖。

圖中標號：1-工作面，2-冷卻水槽，3-彎月面區域，4-冷卻水孔，5-橫槽，6-鑲條，7-冷卻水道，8-定位板，9-定位螺栓，10-進水孔，11-進水室，12-進水管道，13-出水孔，14-出水室，15-出水管道，16-伸縮孔，17-螺紋堵頭，61-上部分端面，62-下部分端面。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

實施例一

如圖1和圖2所示，本發明包括正面為工作面1、背面為冷卻面的銅板主體，背面且在彎月面區域3的下部設置九個冷卻水槽2的銅板主體，冷卻水槽2位于彎月面區域3的下方，冷卻水槽2內設置鑲條6，鑲條6通過定位件與冷卻水槽2底部形成冷卻水道7，定位件包括定位板8和定位螺栓9，鑲條6通過定位螺栓9與定位板8固定連接，定位板8的兩端固定在銅板主體的表面，鑲條6的下端與冷卻水槽2的下側壁之間預留進水孔10，進水孔10設置進水室11和進水管道12，進水室11位于進水孔10和進水管道12之間；

在銅板主體的背面且在彎月面區域設置多個冷卻水孔4，冷卻水孔4的中心線平行于銅板正面的平整面，冷卻水孔3的中心線與冷卻水道7中心線距離銅板主體正面距離相等，冷卻水孔4在銅板主體的頂端設置螺紋堵頭17，在螺紋堵頭17的下面且在彎月面區域3的上方設置出水孔13，出水孔13垂直于銅板主體的背面，出水孔13的下端與冷卻水孔4連通，出水孔13的底端與冷卻水孔4相連通，出水孔13的外端設置出水室14和出水管道15，出水室14位于出水管道15和出水孔13之間，在冷卻水孔4和冷卻水槽2交界位置設置連通二者的橫槽5，冷卻水孔4的數量多于冷卻水槽2的數量，且冷卻水孔4為等間距設置；需指出的是，與圖1中與工作面相平行的圓孔為冷卻水孔4。

實施例二

如圖3和圖4所示，本發明包括正面為工作面1、背面為冷卻面的銅板主體，背面且在彎月面區域3的下部設置九個冷卻水槽2的銅板主體，冷卻水槽2位于彎月面區域3的下方，冷卻水槽2內設置鑲條6，鑲條6通過定位件與冷卻水槽2底部形成冷卻水道7，定位件包括定位板8和定位螺栓9，鑲條6通過定位螺栓9與定位板8固定連接，定位板8的兩端固定在銅板主體的表面，鑲條6的下端與冷卻水槽2的下側壁之間預留進水孔10，進水孔10設置進水室11和進水管道12，進水室11位于進水孔10和進水管道12之間；

在銅板主體的背面且在彎月面區域設置多個冷卻水孔4，冷卻水孔4的中心線平行于銅板正面的平整面，冷卻水孔3的中心線與冷卻水道7中心線距離銅板主體正面距離相等，冷卻水孔4在銅板主體的頂端設置螺紋堵頭17，在螺紋堵頭17的下面且在彎月面區域3的上方設置出水孔13，出水孔13垂直于銅板主體的背面，出水孔13的下端與冷卻水孔4連通，出水孔13的底端與冷卻水孔4相連通，出水孔13的外端設置出水室14和出水管道15，出水室14位于出水管道15和出水孔13之間，在冷卻水孔4和冷卻水槽2交界位置設置連通二者的橫槽5，冷卻水孔4的數量多于冷卻水槽2的數量，且冷卻水孔4為等間距設置；出水孔13和橫槽5之間設有伸縮孔16，伸縮孔16的底端不得接觸冷卻水孔4且距離冷卻水孔4的間距為5mm。

實施例三

本實施例與實施例二的結構基本相同，不同的是：鑲條6靠近冷卻水槽2底部的內端面包括上下兩部分，上部分端面61與冷卻水槽2底部的間距小于下部分端面62距離冷卻水槽2底部的間距，如圖5所示，上部分端面61為一個斜面設計，如圖6所示，鑲條6的內端面為臺階狀結構，當冷卻水從下向上流動過程中，水溫再逐漸升高，與實施例二相比，本結構設計在相同通水量的情況之下，有效提高下半部的冷卻水進入上半部的冷卻水道7的水流速度，從而降低了冷卻水在銅板上半部的水溫，進一步提高了冷卻效率。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。