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結晶器的構造主要包括管式和組合式兩種,其工作原理是快速冷卻使鋼水凝固成堅固的坯殼。結晶器是連續鑄鋼過程中的關鍵設備,它的結構和材質對最終產品的質量有著決定性的影響。
管式結晶器的構造相對簡單,它由銅管、冷卻水套、底腳板和足輥等部件組成。這種結晶器廣泛用于小方坯連鑄機上,其內腔由帶有錐度的弧形無縫銅管形成,外面套有鋼質內水套以形成冷卻水通道。冷卻水從底部進入水套,通過隔板和橡膠墊與外水套相連,形成上下兩個水室,冷卻水經水縫以6~8米/秒的速度流動,帶走熱量,然后排出。
組合式結晶器則由內外弧銅板、窄邊銅板、冷卻水箱、窄邊夾緊和厚邊調整裝置以及足輥所組成。這種結晶器主要用于大方坯和板坯連鑄機,其每塊復合壁板由銅質內壁和鋼質外殼組成,在與鋼殼接觸的銅板面上銑出許多溝槽,冷卻水在槽中通過,從而有效提高冷卻強度。
結晶器工作時,鋼水從中間罐注入結晶器內,由于內壁采用高導熱性的銅合金,加之冷卻水的持續流動,使得靠近內壁的鋼水迅速降溫并凝固成坯殼。同時,結晶器的內腔縱斷面具有倒錐度設計,即上大下小,以防止坯殼因收縮而與內壁產生間隙,從而保持良好的冷卻效果并避免坯殼鼓肚變形。
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