2 连铸板坯结晶器设计

在板坯连铸机中，结晶器是一个非常重要的设备。结晶器为坯壳形成的最初阶段提供了冷却、几何形状和空间。连续注入的钢水通过形成结晶器内腔的水冷铜板强制冷却逐步凝固成形，成为具有一定厚度坯壳的铸坯，并被连续不断地从结晶器下口拉出。这个过程是在钢水(坯壳)与结晶器之间具有连续的相对运动下进行的，因此结晶器一直承受着钢水静压力、坯壳与铜板问摩擦力、钢水热量的传导等因素的影响，使结晶器始终处在机械应力和热应力的综合作用下，工作条件极为复杂。这就对结晶器的设计提出了很高的要求。

结晶器在生产过程中，是否能够保障均匀强化的冷却，以及在机械应力和热应力的综合作用下不致产生变形，是保障铸坯质量、降低溢漏率、提高结晶器使用寿命的基础。因此，一个设计良好的结晶器应满足下列基本要求：

(1)要有良好和均匀的导热性能；

(2)结构合理，并具有足够的刚性，能够在承受剧烈的温度变化时变形小，铜板内壁要有良好的耐磨性能；

(3)在保障结晶器刚性的前提下，尽量减轻结晶器的重量，以便减小振动时的惯性力，使结晶器的运动平稳；

(4)结构尽量简单，可接近性好，便于制造、安装和调整。

设计结晶器时要处理好的几个主要问题是：结晶器内钢水凝固与传热的基本概念(参见本书第1章)；结晶器的形式；结晶器的结构；结晶器的设计参数以及结晶器的装配、调整及运转。

2.1 板坯结晶器的形式

按结构形式区分，现代板坯连铸机的结晶器通常采用组合式结晶器；按连铸机机型区分，有直结晶器和弧形结晶器两种。与弧形结晶器相比，直结晶器有以下特点：

(1)在采用合适锥度的前提下，铸坯与铜板之间不易形成气隙，在结晶器全长上接触均匀，坯壳形成迅速且均匀，可较大程度地防止漏钢。

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