權(quán)利要求書： 1.連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法是先在結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出溝槽，然后通過電鍍加鍍耐磨層，當(dāng)電鍍槽電鍍液開始回流后，以3?100mL/min的速率向鍍液貯藏槽中添加溴化物，所述溴化物按照溴化物：水=1?3：6?9的比例配置溶液；

在所述結(jié)晶器銅板上刻化有1?3mm深、0.8?3mm寬的縱向或縱橫向溝槽，溝槽間距為

2.5?10mm，所述結(jié)晶器銅板上的鍍層厚度為1mm；

電鍍加鍍耐磨層為鎳基電鍍層；

具體包括如下步驟：

1）使用電火花、線切割或機(jī)械加工的方式，在結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出溝槽；

2）將清洗后的結(jié)晶器銅板吊到電解槽內(nèi)，電解槽液的成分及比例是質(zhì)量濃度50%?65%的磷酸：質(zhì)量濃度98%的硫酸：純水=6:0.5?1.5:2?5，將結(jié)晶器銅板接到整流器陽極，將陰極接到不銹鋼板上，打開電解整流器，調(diào)電壓到6?10，電解時(shí)間為6?15分鐘；

3）切斷電源取下陽極夾，將結(jié)晶器銅板吊入兩級(jí)清洗槽中清洗，然后將結(jié)晶器銅板吊放到結(jié)晶器銅板專用電鍍槽內(nèi)，此過程中結(jié)晶器銅板表面保持濕潤，直到鍍液浸沒結(jié)晶器銅板為止；

?3 ?4

4）配制基礎(chǔ)電鍍液的比例為電鍍金屬主鹽：硼酸：表面活性劑：水=2?5：0.4：10 ?10 ：

8?15，電鍍液溫度50?65℃，PH值3.8—4.2；設(shè)置脈沖整流器到恒流、脈沖檔，調(diào)整脈沖時(shí)間為15毫秒：1?20毫秒，電鍍電流密度在3－4安培每平方分米；

5）電鍍槽的電鍍液開始回流后，開始以3?100mL/min的速率添加溴化物，一直到電鍍結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的溴化物包括溴化銨、溴化碘、溴化錳、溴化鈉、溴化錳、溴化鋇、溴化銅、溴化鎂和溴化鎳中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，其特征在于，采用的電鍍槽結(jié)構(gòu)包括電鍍槽、鍍液貯藏槽，所述鍍液貯藏槽為兩個(gè)以上，所述電鍍槽設(shè)置在鍍液貯藏槽的上方，鍍液貯藏槽與電鍍槽之間通過鍍液交換管路連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述電鍍槽中設(shè)置有電鍍陽極鈦藍(lán)，在陽極鈦藍(lán)的兩側(cè)設(shè)置有電鍍液噴管，所述電鍍液噴管連接鍍液交換管路中的鍍液泵管路。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，其特征在于，所述鍍液貯藏槽的容積為電鍍槽兩倍以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，其特征在于，所述鍍液交換管路包括鍍液泵管路和鍍液回流管路。

說明書： 連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法及采用的電鍍槽結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及鋼的連鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器表面強(qiáng)化的連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法及采用的電鍍槽結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)[0002] 現(xiàn)在所使用的連鑄結(jié)晶器內(nèi)壁為光滑表面。由于鋼液凝固時(shí)產(chǎn)生相變體積收縮，使初生坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁間產(chǎn)生不均勻氣隙，與初生坯殼和結(jié)晶器直接接觸相比，氣隙明顯增加坯殼與結(jié)晶器間熱阻，不均勻氣隙使坯殼與結(jié)晶器間傳熱不均勻，形成坯殼厚度不均勻，在坯殼較薄處發(fā)生應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力大于坯殼強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂紋。在后續(xù)工藝的冷卻過程中裂紋擴(kuò)展形成鑄坯表面裂紋，造成鑄坯表面缺陷。鋼水在剛與結(jié)晶器接觸的很短一段時(shí)間，形成的初生坯殼薄，坯殼溫度高溫差大，因此坯殼強(qiáng)度低，受鋼水靜壓力和坯殼凝固體積收縮力作用，坯殼厚度不均勻程度大，應(yīng)力大，易產(chǎn)生裂紋。[0003] 公開號(hào)為CN1465456A的專利文件公開了一種“連鑄鍍層溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器”，該結(jié)晶器在連鑄結(jié)晶器的內(nèi)壁上刻劃1～100μm寬、1～500μm深的縱向或縱橫向細(xì)溝槽，并加鍍耐磨層。使鋼水在連鑄結(jié)晶器內(nèi)形成的初生坯殼厚度均勻，減少鑄坯表面裂紋，降低鑄坯廢品率，提高鑄坯拉速，延長結(jié)晶器壽命。[0004] 但是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，該結(jié)晶器在生產(chǎn)中的部分技術(shù)指標(biāo)不夠理想。另外由于細(xì)溝槽的存在，使得鍍層工藝存在一定的困難，采用常規(guī)的鍍層工藝很難做到在保留溝槽氣隙的同時(shí)將溝槽表面填平，同時(shí)常規(guī)的鍍層工藝會(huì)造成溝槽直角邊處存在應(yīng)力集中，容易在煉鋼生產(chǎn)中生成大量熱裂紋。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法及采用的電鍍槽結(jié)構(gòu)，對(duì)溝槽結(jié)晶器銅板的溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)采用特殊的電鍍工藝，既保留了溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板的溝槽氣隙，并達(dá)到了填平溝槽表面的目的，避免了溝槽直角邊存在的應(yīng)力集中；使之不僅具有溝槽銅板的特性，而且具有一般銅板表面電鍍層的硬度及耐磨性能。[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：[0007] 連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，該方法是先在結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出溝槽，然后通過電鍍加鍍耐磨層，當(dāng)電鍍槽電鍍液開始回流后，以3?100mL/min的速率向鍍液貯藏槽中添加溴化物，所述溴化物按照溴化物：水＝1?3：6?9的比例配置溶液。[0008] 具體包括如下步驟：[0009] 1)使用電火花、線切割或機(jī)械加工的方式，在結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出溝槽；[0010] 2)將清洗后的結(jié)晶器銅板吊到電解槽內(nèi)，電解槽液的成分及比例是質(zhì)量濃度50％?65％的磷酸：質(zhì)量濃度98％的硫酸：純水＝6:0.5?1.5:2?5，將結(jié)晶器銅板接到整流器陽極，將陰極接到不銹鋼板上，打開電解整流器，調(diào)電壓到6?10，電解時(shí)間為6?15分鐘；

[0011] 2)切斷電源取下陽極夾，將結(jié)晶器銅板吊入兩級(jí)清洗槽中清洗，然后將結(jié)晶器銅板吊放到結(jié)晶器銅板專用電鍍槽內(nèi)，此過程中結(jié)晶器銅板表面保持濕潤，直到鍍液浸沒結(jié)晶器銅板為止；[0012] 3)配制基礎(chǔ)電鍍液的比例為電鍍金屬主鹽：硼酸：表面活性劑：水＝2?5：0.4：10?3??410 ：8?15，電鍍液溫度50?65℃，PH值3.8—4.2；設(shè)置脈沖整流器到恒流、脈沖檔，調(diào)整脈沖時(shí)間為15毫秒：(1?20)毫秒，電鍍電流密度在3－4安培每平方分米；

[0013] 4)電鍍槽的電鍍液開始回流后，開始以3?100mL/min的速率添加溴化物，一直到電鍍結(jié)束。[0014] 所述的溴化物包括溴化銨、溴化碘、溴化錳、溴化鈉、溴化錳、溴化鋇、溴化銅、溴化鎂和溴化鎳中的一種或幾種。[0015] 一種連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法采用的電鍍槽結(jié)構(gòu)，包括電鍍槽、鍍液貯藏槽，所述鍍液貯藏槽為兩個(gè)以上，所述電鍍槽設(shè)置在鍍液貯藏槽的上方，鍍液貯藏槽與電鍍槽之間通過鍍液交換管路連接。[0016] 在所述電鍍槽中設(shè)置有電鍍陽極鈦藍(lán)，在陽極鈦藍(lán)的兩側(cè)設(shè)置有電鍍液噴管，所述電鍍液噴管連接鍍液交換管路中的鍍液泵管路。[0017] 所述鍍液貯藏槽的容積為電鍍槽兩倍以上。[0018] 所述鍍液交換管路包括鍍液泵管路和鍍液回流管路。[0019] 一種結(jié)晶器銅板，在所述結(jié)晶器銅板上刻化有500?3000μm深、10?3000μm寬的縱向4

或縱橫向溝槽，溝槽間距為500?10μm，所述結(jié)晶器銅板上的鍍層厚度為1?5mm。

[0020] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：[0021] 1)本發(fā)明對(duì)溝槽結(jié)晶器銅板的溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)采用特殊的電鍍工藝，既保留了溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板的溝槽氣隙，并達(dá)到了填平溝槽表面的目的；在電鍍液中加入可以大幅降低鎳基高速電鍍層內(nèi)應(yīng)力的溴化物，避免了溝槽直角邊存在的應(yīng)力集中；使之不僅具有溝槽結(jié)晶器銅板的傳熱特征，而且表面光滑、連續(xù)、摩擦力小，具有一般銅板表面電鍍層的硬度及耐磨性能。[0022] 2)本法明通過施加的耐磨層填平溝槽表面，使連鑄過程中鑄坯與耐磨層接觸磨擦，阻止液相保護(hù)渣和鋼水侵入溝槽內(nèi)部，并且提高鑄坯過鋼量，降低了生產(chǎn)成本。在耐磨層被磨擦掉以前，結(jié)晶器內(nèi)壁刻劃的溝槽結(jié)構(gòu)狀態(tài)沒有變化。可在結(jié)晶器的全部使用壽命中，保持溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器的傳熱特征。[0023] 3)本發(fā)明保留溝槽氣隙結(jié)構(gòu)，使鋼坯的初生坯殼傳熱條件均勻，減少鑄坯表面裂紋。在改善初生坯殼傳熱均勻性的同時(shí)，還可減少了初生坯殼與結(jié)晶器間的氣隙比例，提高了二者間傳熱熱流，加快冷卻速度，可提高鑄坯拉速，也提高了連鑄設(shè)備生產(chǎn)率和鑄坯表面溫度，有利于節(jié)能。附圖說明[0024] 圖1是本發(fā)明電鍍槽結(jié)構(gòu)的設(shè)備布置圖；[0025] 圖2是電鍍槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；[0026] 圖3是溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板電鍍前的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027] 圖4是加電鍍層后的溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板的截面剖視圖。[0028] 圖中：1?電鍍槽；2?結(jié)晶器銅板；3?電鍍液；4?噴射液流方向；5?電鍍液噴管；6?陽極鈦藍(lán)；7?溝槽；8?鍍液交換管路；8?1鍍液回流管路；8?2鍍液泵管路；9?鍍液貯藏槽；10?鍍液添加管路；11?鍍液添加設(shè)備；12?泵；13?電鍍層；14?溝槽內(nèi)氣隙。具體實(shí)施方式[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。[0030] 見圖1?圖4，連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法，該方法是先在結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出溝槽，然后通過電鍍加鍍耐磨層，當(dāng)電鍍槽電鍍液開始回流后，以3?100mL/min的速率向鍍液貯藏槽中添加溴化物，所述溴化物按照溴化物：水＝1?3：6?9的比例配置溶液。[0031] 具體包括如下步驟：[0032] 1)使用電火花、線切割或機(jī)械加工的方式，在結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出溝槽7。溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板鍍前處理：將不需要電鍍的地方全貼上專用膠布屏蔽。邊角及重要的部分必須用專用密封膠。安裝屏蔽塑料板、吊鉤。用密封材料對(duì)螺絲等做好密封后，進(jìn)行清洗。

[0033] 2)將清洗后的結(jié)晶器銅板吊到電解槽內(nèi)，電解槽液的成分及比例是質(zhì)量濃度50％?65％的磷酸：質(zhì)量濃度98％的硫酸：純水＝6:0.5?1.5:2?5，將結(jié)晶器銅板接到整流器陽極，將陰極接到不銹鋼板上，打開電解整流器，調(diào)電壓到6?10，電解時(shí)間為6?15分鐘。

[0034] 2)切斷電源取下陽極夾，將結(jié)晶器銅板2吊入兩級(jí)清洗槽中清洗，重點(diǎn)是邊框縫隙部分，然后將結(jié)晶器銅板2吊放到結(jié)晶器銅板專用電鍍槽1內(nèi)，此過程中結(jié)晶器銅板2表面保持濕潤，直到鍍液浸沒結(jié)晶器銅板為止。[0035] 3)配制基礎(chǔ)電鍍液的比例為電鍍金屬主鹽：硼酸：表面活性劑：水＝2?5：0.4：10?3??410 ：8?15，電鍍液溫度50?65℃，PH值3.8—4.2；打開電鍍脈沖整流器前要確認(rèn)冷卻水路已經(jīng)打開，設(shè)置脈沖整流器到恒流、脈沖檔，調(diào)整脈沖時(shí)間為15毫秒：(1?20)毫秒，電鍍電流密度在3－4安培每平方分米。確認(rèn)陰陽極連接正確后開始送電。

[0036] 4)電鍍槽1的電鍍液開始回流后，開始以3?100mL/min的速率添加溴化物，一直到電鍍結(jié)束。[0037] 電鍍生產(chǎn)過程中，為了避免溝槽結(jié)構(gòu)的直角邊存在應(yīng)力集中，容易在煉鋼生產(chǎn)中生成大量熱裂紋的問題，加入溴化物可減小電鍍層的邊緣效應(yīng)和電鍍層的內(nèi)應(yīng)力。所述的溴化物包括溴化銨、溴化碘、溴化錳、溴化鈉、溴化錳、溴化鋇、溴化銅、溴化鎂和溴化鎳中的一種或幾種。溴化物溶液配置好后，在72小時(shí)內(nèi)用完。[0038] 如圖1所示，一種連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板生產(chǎn)方法采用的電鍍槽結(jié)構(gòu)，包括電鍍槽1、鍍液貯藏槽9，所述鍍液貯藏槽9為兩個(gè)以上，所述電鍍槽1設(shè)置在鍍液貯藏槽9的上方，鍍液貯藏槽9與電鍍槽1之間通過鍍液交換管路8連接。[0039] 如圖2所示，在所述電鍍槽1中設(shè)置有電鍍陽極鈦藍(lán)6，在陽極鈦藍(lán)6的兩側(cè)設(shè)置有電鍍液噴管5，所述電鍍液噴管5連接鍍液交換管路8中的鍍液泵管路8?2。[0040] 所述鍍液貯藏槽9的容積為電鍍槽1兩倍以上。[0041] 所述鍍液交換管路8包括鍍液泵管路8?2和鍍液回流管路8?1。[0042] 如圖3所示，一種結(jié)晶器銅板，在所述結(jié)晶器銅板2上刻化有500?3000μm深、10?4

3000μm寬的縱向或縱橫向溝槽7，溝槽7間距為500?10μm，所述結(jié)晶器銅板2上的鍍層13厚度為1?5mm。由于溝槽的表面需要被填平，使之不僅具有溝槽銅板的傳熱特征，而且具有一般銅板表面電鍍層的硬度及耐磨性能，溝槽表面的鍍層13要達(dá)到1?5mm厚。這種超厚的電鍍層，在長時(shí)間的電鍍過程中，要求不斷有新鮮的電鍍液穩(wěn)定供應(yīng)。采用在空間位置是上下串聯(lián)的鍍槽結(jié)構(gòu)可以很好地滿足這種連鑄機(jī)溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板的電鍍生產(chǎn)。

[0043] 鍍液貯藏槽9通過鍍液添加管路10連接鍍液添加設(shè)備11，鍍液添加設(shè)備11向鍍液貯藏槽9通入電鍍液，由于在電鍍過程中溴化物有一定的損耗，鍍液貯藏槽9接受渡液添加設(shè)備11添加的溴化物，并連續(xù)調(diào)整電鍍液的成份，同時(shí)將混合均勻的電鍍液用泵輸送給上面的電鍍槽1。電鍍槽1中的電鍍液3積累到一定高度，沿著鍍液交換管路8中的鍍液回流管路8?1，靠重力自動(dòng)回流到鍍液貯藏槽9中。[0044] 電鍍槽1有一組陽極鈦藍(lán)6，持續(xù)提供電鍍所需的金屬離子。兩側(cè)同時(shí)電鍍兩塊溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板2，作為電鍍的陰極。電鍍液噴管5附著在中間的陽極鈦藍(lán)6上，連續(xù)噴射由鍍液貯藏槽9提供的新鮮電鍍液，起到強(qiáng)化傳質(zhì)的作用。[0045] 見圖4，電鍍后的結(jié)晶器銅板，在保留溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板的溝槽內(nèi)氣隙14的同時(shí)，將溝槽表面填平，并保持1?5mm的鍍層厚度。[0046] 實(shí)施例1：[0047] 本實(shí)施例采用的是鎳鎢二元合金電鍍層，具體步驟如下：[0048] 1)使用線切割加工的方法，在連鑄結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出500μm深、20μm寬的縱向細(xì)溝槽，溝槽間距1000μm。并在刻劃出溝槽后，參照上述方法進(jìn)行溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板鍍前處理，并把清洗后的銅板吊到電解槽電解。[0049] 2)采用脈沖電流電鍍，電鍍液配比如下：[0050][0051] 溴化胺溶液的配置按照溴化胺：水＝2:7，溴鹽溶液配置好后，在72小時(shí)內(nèi)用完。[0052] 3)打開電鍍脈沖整流器前要確認(rèn)冷卻水路已經(jīng)打開。設(shè)置脈沖整流器到恒流、脈沖檔，調(diào)整脈沖時(shí)間為15毫秒：5毫秒。電鍍電流密度在4安培每平方分米。電鍍液溫度50℃，PH值4。確認(rèn)陰陽極連接正確后開始送電。[0053] 4)電鍍槽的電鍍液開始回流后，渡液添加設(shè)備開始以60mL/min的速率添加溴化胺溶液，一直到電鍍結(jié)束。[0054] 實(shí)施例2：[0055] 本實(shí)施例采用的是鎳鈷磷三元合金電鍍層，具體步驟如下：[0056] 1)使用等離子切割加工的方法，在連鑄結(jié)晶器銅板的內(nèi)壁上刻劃出1000μm深、800μm寬的縱向細(xì)溝槽，溝槽間距2500μm。并在刻劃出溝槽后，參照上述方法進(jìn)行溝槽內(nèi)壁結(jié)晶器銅板鍍前處理，并把清洗后的銅板吊到電解槽電解。[0057] 2)采用脈沖電流電鍍，電鍍液配比如下：[0058][0059] 溴化鈉溶液的配置：按照溴化鈉：水＝1:8，溴鹽溶液配置好后，在72小時(shí)內(nèi)用完。[0060] 3)打開電鍍脈沖整流器前要確認(rèn)冷卻水路已經(jīng)打開。設(shè)置脈沖整流器到恒流、脈沖檔，調(diào)整脈沖時(shí)間為15毫秒：5毫秒。電鍍電流在4安培每平方分米。電鍍液溫度60℃，PH值3.8。確認(rèn)陰陽極連接正確后開始送電。

[0061] 4)電鍍槽的電鍍液開始回流后，渡液添加設(shè)備開始以45mL/min的速率添加溴化鈉溶液，一直到電鍍結(jié)束。[0062] 將本實(shí)施例應(yīng)用于截面積為1000×120mm2鋼坯的生產(chǎn)，與普通平板結(jié)晶器進(jìn)行對(duì)比，普通平板結(jié)晶器生產(chǎn)的鋼坯初生坯殼結(jié)殼時(shí)間為澆注后1.25s，坯殼表面溫度不均勻度為0.88，平均應(yīng)力為15.8MPa；隨著坯殼冷卻，初生坯殼表面溫度不均勻度迅速增加，注后2.95s達(dá)到穩(wěn)定，初生坯殼表面平均溫度不均勻度6.36，表面應(yīng)力平均值達(dá)115MPa，應(yīng)力增幅達(dá)626％。

[0063] 而本實(shí)施例的溝槽結(jié)晶器生產(chǎn)的鋼坯初生坯殼形成時(shí)間為澆注后5.36s，坯殼表面溫度不均勻度為1.51，表面平均應(yīng)力值為21.5MPa。注后7s達(dá)到穩(wěn)定，初生坯殼表面溫度不均勻度為1.45，表面平均應(yīng)力值為36MPa，應(yīng)力增幅僅為67％，是一種較為合理的應(yīng)力敏感型低合金鋼、高強(qiáng)度鋼的連鑄生產(chǎn)方法。[0064] 經(jīng)實(shí)踐證明，本發(fā)明的溝槽結(jié)晶器生產(chǎn)的鋼坯初生坯殼等效應(yīng)力平均值大幅度低于平板結(jié)晶器，適用于多種應(yīng)力敏感型的低合金鋼、高強(qiáng)度鋼的連鑄生產(chǎn)。