結(jié)晶器錐度（或稱倒錐度）指其內(nèi)腔縱斷面尺寸由上至下逐漸縮小的設(shè)計(jì)（上大下?。?，這一參數(shù)直接影響鑄坯凝固過(guò)程的傳熱效率、坯殼均勻性及缺陷發(fā)生率，是連鑄生產(chǎn)的核心控制要素。以下是其對(duì)鑄坯質(zhì)量的具體影響機(jī)制及關(guān)鍵結(jié)論：

一、錐度設(shè)計(jì)的核心作用

結(jié)晶器需匹配鋼水凝固收縮特性：

?氣隙控制?：鋼水凝固形成坯殼時(shí)會(huì)收縮，若錐度過(guò)?。ㄈ纾?.4%/m），坯殼過(guò)早脫離銅壁形成氣隙，熱阻增加（氣隙熱阻占整體80%以上），導(dǎo)致冷卻不均、坯殼減薄，引發(fā)鼓肚、漏鋼或皮下裂紋?。

?支撐坯殼?：錐度過(guò)大（如＞0.9%/m）會(huì)過(guò)度擠壓坯殼，增大拉坯阻力，加速結(jié)晶器磨損，并導(dǎo)致角部應(yīng)力集中，誘發(fā)角部凹陷、表面增銅及縱向裂紋?。

二、錐度異常引發(fā)的典型缺陷

三、對(duì)裂紋與表面質(zhì)量的影響機(jī)制

?縱裂紋?：

錐度過(guò)小導(dǎo)致坯殼過(guò)早脫離結(jié)晶器，角部冷卻不足形成薄弱區(qū)，在鋼水靜壓力下產(chǎn)生縱向裂紋?。

研究證實(shí)：?厚度方向錐度每增加0.1%/m，鑄坯縱裂紋發(fā)生率降低15~20%?（尤其對(duì)中高碳鋼）?。

?角部缺陷?：

錐度過(guò)大時(shí)，角部受壓變形，誘發(fā)應(yīng)力集中裂紋；錐度過(guò)小則因角部轉(zhuǎn)動(dòng)加劇生成皮下裂紋?。

?表面增銅?：錐度過(guò)大加劇銅壁摩擦，銅屑滲入坯殼形成表面銅富集缺陷?59。

四、錐度參數(shù)的優(yōu)化方向

?基準(zhǔn)范圍?：

小方坯：?0.4~0.9%/m?（常用0.5~0.8%/m）?。

板坯厚度方向：需＞0.7%/m以抑制縱裂紋?。

?動(dòng)態(tài)適配因素?：

?鋼種特性?：包晶鋼收縮率高，需更大錐度（如0.9%/m）?。

?拉速提升?：高拉速需增加錐度補(bǔ)償傳熱不足?。

?結(jié)構(gòu)創(chuàng)新?：

單錐度→多錐度/拋物線錐度：適應(yīng)坯殼非線性收縮，減少角部氣隙（如方坯偏角部?jī)?yōu)化后裂紋率↓30%）?。

五、結(jié)論

結(jié)晶器錐度需在 ?"支撐-收縮"平衡點(diǎn)? 區(qū)間設(shè)計(jì)：

?下限?：確保坯殼緊貼銅壁，避免氣隙（≥0.4%/m）?；

?上限?：控制機(jī)械載荷，防止角部損傷（≤0.9%/m）?；

?核心目標(biāo)?：?最小化氣隙熱阻，最大化均勻傳熱?。實(shí)際生產(chǎn)中需結(jié)合鋼種收縮率、拉速及斷面尺寸動(dòng)態(tài)調(diào)整，并優(yōu)先采用多錐度設(shè)計(jì)以提升高附加值鋼種成材率?。