結(jié)晶器銅管是一種用于鑄鋼連鑄機(jī)的配件。鋼水直接澆鑄在結(jié)晶器銅管內(nèi)，在銅管內(nèi)連續(xù)冷卻成型拉出鋼坯，為了解決銅管工作過(guò)程與冷卻的坯殼時(shí)而接觸時(shí)而分離的問題，結(jié)晶 器銅管仍為向一側(cè)彎曲的方形或矩形的銅管，銅管內(nèi)腔從上口至下口為錐形，銅管內(nèi)腔從上口至下口為錐度分段的雙錐或三錐或多錐，或者拋物線型內(nèi)腔形狀，上段或上部分的錐度大于下段或下部分的錐度。最好直面的錐度大于弧面的錐度。避免工作過(guò)程中坯殼與銅管內(nèi)壁出現(xiàn)氣隙，更加符合坯殼收縮變化規(guī)律。

結(jié)晶器銅管的形狀特征

結(jié)晶器銅管外觀形狀一般為向一側(cè)彎曲的方管或者銅管，內(nèi)腔自上而下呈錐形，分二錐面、三錐面或多錐面。

在鑄胚凝固過(guò)程中，結(jié)晶器銅管內(nèi)腔形狀和胚殼凝固時(shí)的收縮規(guī)律保持一致，從而減少它們之間的空隙熱阻量。

結(jié)晶器銅管是連鑄機(jī)中非常重要的部件，等同于人的心臟一般，不可有半點(diǎn)瑕疵，和不完整。是一個(gè)熱傳導(dǎo)構(gòu)件，腔內(nèi)熱鋼液逐步冷卻后，熱量傳入，管外冷卻水 循環(huán)把熱量傳導(dǎo)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)原理。所以在承受如此持續(xù)高溫的劇烈熱交換環(huán)境下，對(duì)結(jié)晶器銅管的材質(zhì)要求是非?？量痰摹＜炔荒苡薪Y(jié)晶軟化，也不能產(chǎn)生塑 性變形。

運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明結(jié)晶器銅管可以滿足連鑄安全性要求

通過(guò)軟件分析，澆鑄0.2%C鋼水的10mm銅結(jié)晶器壁面的溫度場(chǎng)，應(yīng)力場(chǎng)及位移場(chǎng)的分布狀況進(jìn)行數(shù)字模擬。得出結(jié)果如下：

結(jié)晶器熱面峰值溫度為525K，冷面的峰值溫度為475K；結(jié)晶器外壁圓角變形值為0.789mm，較內(nèi)壁變形大；結(jié)晶器最大等效應(yīng)力和最大應(yīng)變均出現(xiàn) 在鋼液與空氣接觸的內(nèi)壁圓角處，分別為218MPa和0.002079。結(jié)晶器溫度、變形和應(yīng)力均滿足連鑄安全性要求。

結(jié)晶器銅管材質(zhì)的選用的決定要素

由于銅管內(nèi)部與高溫鋼水接觸，導(dǎo)致銅管內(nèi)外表面溫差大、熱應(yīng)力高、極易變性。銅管的內(nèi)腔形狀非常重要，要保護(hù)銅管內(nèi)腔形狀與結(jié)晶凝固的坯殼外型相符，才 能使氣隙小而均勻，因此要求銅管材質(zhì)具有較強(qiáng)的抗熱變形能力，即要求再結(jié)晶溫度高、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性能好、熱疲勞強(qiáng)度高等。

銅管材質(zhì)的選用沿紫銅→磷脫氧銅→銀銅→鉻鋯銅的方向發(fā)展，由于鉻鋯銅的再結(jié)晶器溫度是以上幾種材質(zhì)中最高的，因此其抗熱變形能力最強(qiáng)。但由于它的成本較高，在擠壓加工工藝中存在銅管反彈量大等問題，目前國(guó)內(nèi)結(jié)晶器銅管制造采用的并不多。