·246· 工程科学学报，第38卷，增刊1 缓冲区 弯月面的位置(=D) 图3 Thercast网格重划分示意图 Fig.3 Schematic illustration of remeshing 温度℃ 收缩量/m -1490 0.000596008 1391 0.000402224 1292 0.0002D8439 1193 1.46539x10-5 1094 -0.000179131 995 0.000372916 896 -0.000566701 797 -0.000760485 698 -0.000954270 599 -0.001148050 500 -0.001341840 图4坯壳温度场（左）及坯壳收缩量（右）云图（考虑钢水静压力） Fig.4 Nephograms of the billet shell temperature field (the left)and solidification shrinkage (the right)in consideration of molten steel static pressure 度，故而坯壳中心温度高于坯壳角部温度，在结晶器出口 于角部收缩量，故而连铸坯横截面是内凹型的，区别于 处坯壳中心温度为981.2℃，角部温度为572.5℃，如图5 考虑钢水静压力时的外凸型，即中心收缩量小于角部 所示，因此坯壳角部温度过低，这是因为角部二维传热造 收缩量，在出结晶器口时坯壳单侧收缩量达1.2mm 成的，在连铸过程中应当避免角部过冷，从而在结晶器角 大于添加钢水静压力时的0.8mm,故而设计结晶器纵 部都留有一定的气隙.由图6可知坯壳中心由于钢水静 断面锥度时必须考虑钢水对坯壳的挤压作用. 压力的作用，在结晶器上部没有收缩，在坯壳角部由于过 2.2结晶器锥度设计 冷收缩量大于中心.同时，计算了不考虑钢水静压力的情 计算结果表明理想的结晶器锥度应当避免坯壳角 况下坯壳温度场及收缩量，计算结果如图7所示 部过冷或者过热，防止裂纹产生或者鼓肚.因此理想 如图8可知，钢水静压力对坯壳温度分布没有影 的纵断面锥度应当满足以下准则：(1)必须足够大，弥 响，对坯壳收缩量有显著作用.在不考虑钢水静压力 补坯壳表面的中心收缩量，防止形成气隙：(2)应当在 时，在结晶器上部，由于没有钢水的挤压作用，且结晶 坯壳表面留下一定的气隙，防止坯壳角部二维传热而 器上部热流密度大，坯壳收缩量大，而且中心收缩量大 温度过低，从而使坯壳表面温度均匀.同时可知，在结工程科学学报，第 38 卷，增刊 1 图 3 Thercast 网格重划分示意图 Fig． 3 Schematic illustration of remeshing 图 4 坯壳温度场( 左) 及坯壳收缩量( 右) 云图( 考虑钢水静压力) Fig． 4 Nephograms of the billet shell temperature field ( the left) and solidification shrinkage ( the right) in consideration of molten steel static pressure 度，故而坯壳中心温度高于坯壳角部温度，在结晶器出口 处坯壳中心温度为 981. 2 ℃，角部温度为 572. 5 ℃，如图 5 所示，因此坯壳角部温度过低，这是因为角部二维传热造 成的，在连铸过程中应当避免角部过冷，从而在结晶器角 部都留有一定的气隙． 由图 6 可知坯壳中心由于钢水静 压力的作用，在结晶器上部没有收缩，在坯壳角部由于过 冷收缩量大于中心． 同时，计算了不考虑钢水静压力的情 况下坯壳温度场及收缩量，计算结果如图7 所示． 如图 8 可知，钢水静压力对坯壳温度分布没有影 响，对坯壳收缩量有显著作用． 在不考虑钢水静压力 时，在结晶器上部，由于没有钢水的挤压作用，且结晶 器上部热流密度大，坯壳收缩量大，而且中心收缩量大 于角部收缩量，故而连铸坯横截面是内凹型的，区别于 考虑钢水静压力时的外凸型，即中心收缩量小于角部 收缩量，在出结晶器口时坯壳单侧收缩量达 1. 2 mm， 大于添加钢水静压力时的 0. 8 mm，故而设计结晶器纵 断面锥度时必须考虑钢水对坯壳的挤压作用． 2. 2 结晶器锥度设计 计算结果表明理想的结晶器锥度应当避免坯壳角 部过冷或者过热，防止裂纹产生或者鼓肚． 因此理想 的纵断面锥度应当满足以下准则: ( 1) 必须足够大，弥 补坯壳表面的中心收缩量，防止形成气隙; ( 2) 应当在 坯壳表面留下一定的气隙，防止坯壳角部二维传热而 温度过低，从而使坯壳表面温度均匀． 同时可知，在结 · 642 ·