矩形坯连铸结晶器铜管构型优化

管式结晶器易于变形的问题限制了矩形坯连铸拉速的提高。为此本研究设计了不同形式水槽结构的矩形坯结晶器铜管,通过有限元方法计算了铜板的温度分布、应力分布与节点位移,分析了三个不同类型结构对结晶器寿命的影响。结果表明,大倒角弧形水槽矩形结晶器构型最佳,且结构优化后结晶器变形程度降低,铜板传热能力和冷却均匀性显著提高。其中在温度分布上,铜板热面最高温度下降7℃~8℃,平均温度下降3℃~4℃,角部温度变化最小。在应力应变分布上,应力变化最大截面的应力应变呈层状有序分布,且水槽和倒角周围应力变化率下降至10%~20%,水槽根部平均节点位移在5.85 × 10−5 m。