平行板型直結晶器

幾何形狀

平行板形直結晶器浸入式水口也是扁平的，鋼液從水口兩側壁流出。結晶器斷面尺寸為(70~135)mm×1500mm。這類薄板坯實際上是中薄板坯。從節能降耗的角度出發分析，得出70~90mm厚的鑄坯生產能耗最省且加工成本較低的結論，認為不必追求鑄坯厚度太薄，趨向中等厚度。從結晶器形狀來看，奧鋼聯強調只有鋼液在其內凝固時不變形，且保持液面平穩，才有利於消除鑄坯表面裂紋促使結晶器內鋼液中夾雜物上浮和防止卷渣，主張使用平行板形結晶器。

主要特點

平行板形直結晶器內腔的橫截面從上到下均為全等矩形，只是鑄坯厚度較薄情況下，因避免了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。但在鑄坯較薄的情況下，須將浸入式水口製成薄片狀。Demag和VAI公司都採用了專為薄板坯連鑄機研製的薄片狀浸入式水口，保護渣化渣狀況得以改善。但是，薄片狀浸入式水口插入結晶器內與結晶器壁只有10~15mm的間隙，造成水口插入處寬面側保護渣熔化不好，且很難獲得能恆定控制的保護渣層，影響薄板坯的表面質量。另外，鑒於薄片狀浸入式水口的特殊形狀和惡劣的工作條件，雖然採用BN、ZrO等高級耐火材料，水口壽命仍然較低。

薄板坯連鑄機結晶器種類

使用效果較好的薄板坯連鑄機結晶器有3種：

1) 漏斗形結晶器，如在CSP 工藝和改進後的ISP上使用工藝。

2)H2形( 凸透鏡) 結晶器，如在FTSC 工藝上使用。

3) 平行板形結晶器，如在CONROLL工藝上使用。

從坯殼受力情況來看，平行板形結晶器優於漏斗形和H2形結晶器；從空間大小來看，漏斗形和H2 形結晶器優於平行板形結晶器。50~90 mm 厚的薄板坯連鑄機，多數使用漏斗形結晶器。

結晶器內鋼液表面積

由計算可知，漏斗形結晶器的鋼液表面積約為鑄坯橫截面積的1.4倍，H2結晶器鋼液面面積更大，而平行板形結晶器的鋼液表面積等於鑄坯的橫截面積。鋼液表面積大，鋼流易於平穩，儲存的鋼液也多，既有利於控制液面穩定，又有利於夾雜物上浮。同時，有充足的熱量保證保護渣的熔化。

結晶器內的鋼液流動

拉坯過程中，根據沿橫截面鋼液流量相等的原則，漏斗形結晶器鋼液向下流動的速度沿橫截面的各個部位的差別較大，因而易造成紊流，出現表面夾渣現象，拉速越高，這種現象越明顯。H2結晶器漏斗趨於平緩，比漏斗形結晶器要穩定得多，而平行板形結晶器則不存在這個問題。與平行板形結晶器相比，漏斗形結晶器上口開口度保證了浸入式長水口有足夠的插入空間和保護渣熔化，並為使用較厚壁長水口提供了有利條件。但漏斗形結晶器的設計和製造較複雜，維修和加工困難，拉坯時摩擦阻力增加，運行成本較高。平行板形結晶器與傳統板坯連鑄機相同，維修方便，消耗也低。

結晶器的傳熱

結晶器內熱電偶測試表明，平行板形結晶器在寬度方向上傳熱一定，可以得到均勻的凝固坯殼，二維溫度解析結果則顯示漏斗形結晶器傳熱不均。平行板形結晶器有利於鋼液橫向流動( 由水口噴出的鋼液引起) 和由溫差引起的橫向對流，因而對減少熔池各部位的溫差有利。漏斗形結晶器由於漏斗區擴大，影響對流，彎月面附近區域溫度較低，易形成“搭橋”現象。平行板形結晶器則需要解決在板坯厚度方向上浸入式水口與結晶器壁間的距離，保證不凝鋼。