結晶器種類及主要特點

      薄板坯和中薄板坯連鑄技術的核心是結晶器。對于結晶器的研究主要有以下種類：

      1、漏斗形結晶器

      1）幾何形狀

      德馬克公司ISP工藝的第一代立彎式結晶器，上部是垂直段，下部是弧形段，側板可調，上口斷面是矩形，尺寸為（60-80）mm×（650-1330）mm。意大利阿維迪廠采用了該工藝，并略作修改，上口斷面形狀，由原平行板形改為小漏斗形。

西馬克公司CSP工藝所用的漏斗形結晶器，上口寬邊兩側均有平行段，再與圓弧段相連接，上口斷面較大。這個漏斗形狀在結晶器內保持到長700mm，結晶器出口處鑄坯厚度為50-70mm。

      2）主要特點

      漏斗形結晶器打破了傳統板坯連鑄結晶器在任意橫截面均相同的限制，其結晶器腔內凝固殼的形狀及大小按非矩形截面逐步縮小的規律變化。但是，鋼液在這種結晶器內凝固時要產生變形，特別是拉坯過程中機械變形產生的應力可能導致固液界面裂紋發生，并最終影響熱軋帶卷的質量。因此，漏斗形結晶器的理想形狀是盡量減小坯殼間兩相區的彎曲變形率，使坯殼在固液變形率小于發生裂紋的臨界應變率。

      2、H2結晶器

      1）幾何形狀

      意大利達涅利公司FISC工藝是其代表

      FISC工藝優點是內部容積達，通過的鋼液流量大，且有更好的鋼液自然減速效應。該結晶器長度為1200mm，寬度為1220-1620mm，厚度為50、60、65、70mm。

      2）主要特點

      該結晶器鼓肚形狀由上至下貫穿整個銅板，并一直延續到扇形I段的中部。結晶器出口處為將鑄坯鼓肚形狀矯平而特別設計了一組帶孔型的輥子，對鑄坯鼓肚進行矯平的設備長度比僅用連鑄機結晶器時長兩倍，即與僅用結晶器來矯平坯殼的鼓肚相比，坯殼上所受應力大大降低。并且H2結晶器內部體積增大，可以盛裝更多的鋼液。同時，結晶器上部尺寸加大，可使水口形狀設計更合理，保證結晶器內液面穩定，提高保護渣的潤滑效果，改善熱交換條件，提高拉速，減少裂紋傾向。

      3、平行板形直結晶器

      1）幾何形狀

      奧鋼聯公司CONROLL工藝是其代表。

      CONROLL工藝的平行板形直結晶器，浸入式水口也是扁平，鋼液從水口兩側壁流出。結晶器斷面尺寸為（70-135）mm×1500mm。

      2）主要特點

      平行板形直結晶器內腔的橫截面從上到小均為全等矩形，在鑄坯厚度較薄情況下，可避免因鑄坯變形產生的坯殼應力，而且在寬度和長度方向上，結晶器熱量能夠保證均勻散失。

      漏斗形結晶器、H2結晶器、平行板形直結晶器各有特點，從坯殼受力情況來看，平行板形直結晶器優于漏斗形和H2結晶器，從空間大小來看，漏斗形和H2結晶器優于平行板形直結晶器。目前，國內研發主要集中在漏斗形結晶器，并應用于多條薄板坯連鑄連軋生產線。今后應在H2結晶器、平行板形直結晶器方面的關注研究。