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《连铸结晶器》
在阐明连铸结晶器内钢水流动、传热、凝固行为、坯壳生长、产生应力等热状态的基础上，详细介绍了影响这一过程的结晶器的设计、制造与应用、操作及相关工艺技术，还介绍了铸坯质量保障措施和结晶器专家系统等。
《连铸结晶器》可供从事连铸设计、制造、生产、科研、管理和教学的人员阅读参考。
前言/序言
正如殷瑞钰院士在其著作《冶金流程工程学（第2版）》中所述的那样，今天我国钢铁工业得到突飞猛进的发展，正是得益于20世纪90年代我国钢铁工业先后重点突破了6项对钢厂生产流程联系紧密、结构影响力大的关键技术和能使钢厂用得上的先进或实用的共性技术，这其中排第一位的就是连铸技术。
我国连铸技术的发展过程经历了“以连铸为中心，炼钢为基础，设备为保证”、“以炼钢炉一炉外精炼一连铸机三位一体组合优化”和“以发展高效、高速连铸技术和近终形连铸技术为重点进一步大跨度协调优化”等三个阶段。连铸技术通过工艺优化、装备改良和国产化等途径有了长足进步，影响与带动了钢铁生产流程及前后工序技术的优化，如促进了炉外精炼技术、高效连铸技术与装备、薄板坯连铸连轧等的快速发展，提高了钢材质量，提高了生产效率，实现了钢铁工业的清洁生产、节能与可持续发展。
近年来，我国连铸比迅速提高，连铸比已达到98％以上，重点企业已实现全连铸。
中国正在大步从钢铁大国迈向钢铁强国，全面总结代表现代钢铁生产流程核心技术的连铸技术，是新时期对钢铁工作者提出的高层次要求，是钢铁工作者的历史使命。
通过我国连铸工作者的不懈努力，连铸的理论研究、生产工艺、设备制造与自动化等方面已取得大量的科研成果。为了进一步促进我国连铸技术的发展，我们共同组织编写一套《连续铸钢技术丛书》。
这套丛书旨在反映国内外连续铸钢先进技术水平，具有科学性、指导性和实用性，并与钢铁企业生产紧密结合。希望这套丛书的出版能为国内连铸领域的工程技术人员、生产人员、科研人员、管理人员，以及高等学校7台金工程专业的教学人员提供有价值的参考。
精彩书摘
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，是否能够保证均匀强化的冷却，以及在机械应力和热应力的综合作用下不致产生变形，是保证铸坯质量、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）在保证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可靠；
（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，可最大程度地防止漏钢。
目录
1 连铸结晶器钢水凝固与热量传输
1.1 结晶器热量传输过程
1.1.1 钢水凝固热量释放
1.1.2 结晶器钢水热量传递
1.1.3 热量传递机构
1.1.4 影响结晶器传热的因素
1.2 结晶器弯月面区钢水凝固行为
1.2.1 结晶器钢液弯月面形成
1.2.2 结晶器弯月面渣子行为
1.2.3 结晶器弯月面初生坯壳凝固钩形成
1.2.4 结晶器弯月面区凝固坯壳振痕形成
1.2.5 包晶相变对凝固坯壳收缩的影响
1.3 结晶器凝固坯壳生长
1.3.1 结晶器初生坯壳的凝固结构
1.3.2 结晶器初生凝固坯壳均匀性
1.3.3 结晶器凝固坯壳生长
1.4 结晶器钢水凝固传热数学模型
1.4.1 结晶器凝固传热数学模拟概述
1.4.2 结晶器铸坯温度场数学模拟中几个问题处理
1.4.3 结晶器钢水凝固传热数学模型
1.4.4 数学模型应用
1.5 结晶器铜板温度场数学模型
1.5.1 解析结晶器铜板温度场的意义
1.5.2 板坯结晶器的铜板导热数学模型
1.5.3 结晶器铜板温度场数学模型应用
参考文献
2 连铸板坯结晶器设计
2.1 板坯结晶器的形式
2.2 板坯结晶器的结构
2.2.1 用于电动机械式振动的结晶器
2.2.2 用于液压振动的结晶器
2.3 板坯结晶器的设计参数
2.3.1 结晶器的长度
2.3.2 结晶器的断面尺寸和倒锥度
2.3.3 结晶器铜板的材质
2.3.4 结晶器铜板的镀层
2.3.5 结晶器铜板的厚度
2.3.6 结晶器铜板冷却水量和流速
2.3.7 结晶器铜板水槽的分布
2.3.8 结晶器调宽力的计算
2.3.9 结晶器单边调宽行程
2.4 板坯结晶器的装配、调整和运转
2.4.1 结晶器使用前的检查
2.4.2 结晶器的调整和对中
2.4.3 结晶器的准备
2.4.4 开浇前的前提条件
2.4.5 结晶器的故障
参考文献
3 连铸方坯、圆坯、异形坯结晶器设计
3.1 连铸方坯（小方坯、大方坯）结晶器的设计
3.1.1 方坯结晶器的形式及技术要求
3.1.2 方坯结晶器断面选取原则
3.1.3 方坯结晶器的主要设计参数
3.1.4 方坯结晶器结构特点
3.1.5 方坯结晶器技术的发展
3.2 连铸圆坯结晶器的设计
3.2.1 圆坯结晶器的形式及技术要求
3.2.2 圆坯结晶器的内腔断面选取原则
3.2.3 圆坯结晶器的主要参数
3.2.4 圆坯结晶器的结构特点
3.3 连铸异形坯结晶器的设计
3.3.1 异形坯结晶器的形式及技术要求
3.3.2 异形坯结晶器的内腔断面选取原则
3.3.3 异形坯结晶器的主要参数
3.3.4 异形坯结晶器的结构特点
参考文献
4 薄板坯连铸结晶器设计
4.1 薄板坯连铸结晶器的类型
4.2 漏斗形薄板坯连铸结晶器的内腔形状设计原理
4.2.1 结晶器宽面设计
4.2.2 结晶器窄面设计
4.3 薄板坯连铸结晶器内腔工艺尺寸和结构设计
4.3.1 结晶器内腔工艺尺寸
4.3.2 背腔冷却水通道形状设计
4.3.3 铜板材质的选择
4.3.4 表面镀层
