述几种力的作用方向垂直，由于它的作用，加速了铜壁的磨损，使结晶器广：生磨损变形。 结晶器在：工作状态下的热变形是凸向铸坯表面，铜壁的变形，增加了拉坯时的阻力，加 大了凝固层的受力，这样容易把坯壳拉裂，另一方面，由于铜壁的变形，使得铸坏在结晶器 中冷却不均匀，增加了铸坯形成纵裂和内裂的能性。一般随着结晶器使用次数的增加，尽 管铜壁的热变形是一样的（由于铜壁厚度的微小变化所引起的变形变化忽略不计），但由 于铜壁的磨损，铜板议大变形的位置已向后移，因而减小了拉坯时的阻力，同时也减小了铸 坯在结晶器内冷却的不均匀性，一般新结晶器在最初使用时，最能反映结晶器变形对铸坯质 量的影响。 影响结晶器刚性的因素很多，其中最重要的是结晶器的结构形式，·目前结品器常采用嵌 入式组合结构，对这种结晶器，影响其刚性的主要因素是：结品器长度和断面形状，嵌槽数 日，铜壁和钢板的联结刚性，铜壁和钢板厚度以及结晶器整体组合形式等，一般短结晶器比 长结晶器要好（但结晶器的长度受导热条件限制），圆断面较方形或矩形断面要好（但受工 艺要求限制)，嵌槽数目较多刚性较好（但受冷却面积限制），铜壁和钢板较厚刚性较好 (但受结构条件限刷)，综台考虑工艺，设备结构等多种因素之，最佳结晶器参数的确 定，有待对上述参数进行优化设计。目前，各国均采用刚性较大的框架式组合结构。 浇钢时，结晶器铜壁内外表面形成一定温度梯度，铜壁温度场可以用(1)式来表示， T(X,Y,Z,t)=o(X,Y,t)+t(X,Y,t) (1) 式中 to(X,Y,t)=±〔t(X,Y,t)+t2(X,Y,t)), t1(X,Y,t)=t(X,Y,t)-t2(,Y,t), t1(X,Y,t)t2(X,Y,)分别为铜壁内外表面上温度分布。 (1)式中第二项衣示了结品器铜壁沿厚度方向上温度分布。 在稳定浇注情况下，结晶器铜壁上温度分布可以看成是不随时间而变化，因而，结晶器 铜壁只受一个稳定温度场作用，其温度函数可写成 T(X,Y,2)=X,Y)+子，Y) (2) 式中 To(X,Y)=(t(X,Y)+tz(X,Y)), ti(X,Y)=ti(X,Y)-t2(X,Y). 由导热方程，结晶器铜壁温度分布方程为： 82T,82T,82T 6x2+0Y7+0z=0 (3) 对二阶偏微分方程(3)，可以用有限单元法求解，即把铜壁这一连续体离散化，以节 点温度作未知量，对离散化模型求出数值解答，即可求出铜壁温度场。 在对结晶铜壁的热变形作进一步近似计算时，若温度函数为T二(，Y),则导热方程 可以由三维问题简化为平面问题，(3)式可以简化为 02T02T 0X2+ay2=0 (4) 为了确定结晶器铜壁温度分布，必须给出一定的边界条件，根据对铜壁温度的实际测定 177述几 种 力的 作用 方 向垂 直 ， 由于 它 的 作用 ， 加 速 了铜 壁 的磨损 ， 使结 晶 器产生磨损变形 。 结 晶器 在工 作状态 下 的热 变 形 是 凸向铸坯 表 面 ， 铜 壁 的 变形 ， 增加 了拉 坯 时 的 阻 力 ， 加 大 了凝 固层 的受 力 ， 这样容 易 把坯 壳拉 裂 ， 另一 方 面 ， 由于铜 壁 的 变形 ， 使得 铸坯 在结 晶 器 中冷却 不均 匀 ， 增 加 了铸 坯 形 成 纵裂 和 内裂 的 ， ’ 能 性 。 一般随 着结 晶 器 使 用 次数 的增 加 ， 尽 管铜壁 的热 变 形是 一 样 的 由于 铜 壁 厚 度 的 微 小 变 化所 引起 的 变形 变 化可忽 略 不计 ， 但 由 于铜壁 的磨损 ， 铜 板 最大变形 的位 置 巳 向后 移 ， 因而 减 小 了拉坯 时 的 阻 力 ， 同 时 也减小 了铸 坏在结 晶 器 内冷却 的 不均 匀性 ， 一 般新 结 晶 器 在 最 初 使用 时 ， 最 能反 映结 晶 器 变形对铸坯质 量 的影 响 。 影 响 结 晶 器 刚 性的 因素很 多 ， 其 中最重 要 的是 结 晶 器 的结 构形式 ， · 目前结 晶 器 常采 用 嵌 入 式 组 合 结 构 ， 对 这种 结 晶器 ， 影 响 其 刚性的 主 要 因素是 结 晶 器长 度 和 断 面 形状 ， 嵌槽数 目 ， 铜 壁 和钢 板 的联 结 刚性 ， 铜 壁 和钢 板厚 度 以 及结 晶器 整体组 合 形 式 等 ， 一 般 短结 晶 器 比 长 结 晶 器要好 但 结 晶器 的长 度 受 导热 条件 限 制 ， 圆 断 面 较方 形 或 矩形 断 面要好 但 受工 艺 要求 限制 ， 嵌槽数 目较 多 刚 性较 好 但 受 冷却面 积 限 制 ， 铜 壁 和 钢板 较 厚 刚性较好 但 受结 构 条件限 制 ， 综 合考虑 工 艺 ， 设 备结 构 等 多种 因素 之 后 ， 最佳 结 晶 器 参数的确 定 ， 有待对 上述 参数 进 行 优 化设 计 。 口前 ， 各国均采 用 刚 性 较 大 的框 架 式 组 合 结 构 。 浇 钢 时 结 晶 器铜 壁 内外表 面 形 成一定 温度梯度 ， 铜 壁 温度 场 飞’ 以 用 式 来表示 ， ， ， ， 下 。 ， ， 若 ， ， ， 式 中 下 。 ， ， 女 〔 ， ， ， ， 〕 ， ， ， 二 ， ， ， 一 入 ， ， ， ， ， ， ， 分 别为铜 壁 内外表面 上 温 度 分 布 。 式 中第二 项 表示 了结 品 器铜 壁 沿厚度 方 向上 温 度分布 。 在 稳 定 浇注倩 况 下 ， 结 晶 器铜 壁 上 温 度 分布可 以 看 成是 不 随 时 间 而 变化 ， 因而 ， 结 晶器 铜 壁 只 受 一 个稳 定 温度场 作用 ， 其 温度 函数可 写 成 · ， ， 一 ， 一 哥 一 ， 式 中 下 。 ， 含 〔 ， ， 〕 ， ， ， ， 一 ， 。 由导 热方程 ， 结 晶器铜 壁 温度 分布 方 程 为 泊 至 十 百 万 十 万沙 对 二阶偏 微分方 程 ， 可 以用 有限单 元 法 求解 ， 即把 铜 壁 这 一 连 续 体离散化 ， 以节 点温度 作未知 量 ， 对 离散 化模 型 求 出数 值 解 答 ， 即可 求出铜 壁 温 度场 。 在 对结 晶铜 壁 的 热 变形 作进一 步近 似计 算时 ， 若 温度 函 数为 二 ， ， 则 导 热方程 可 以 由三 维 问 题简 化为平面 问题 ， 式可 以 简 化为 “ 日么 盯 与歹至 一 为 了确定结 晶器铜 壁 温 度分布 ， 必 须 给 出一定 的 边界 条件 ， 根 据 对 铜 壁 温 度的 实际 测定