机械工程学报

作者：张天泽, 魏兆成, 王敏杰

单位：大连理工大学机械工程学院 大连 116024

关键词：连铸结晶器,矩形坯形线,结晶收缩,U71Mn高碳钢；

基金：国家自然科学基金（U1908231）、国家重点研发计划（2019YFA0705304）和中央高校基本科研业务费（DUT21LAB109）资助项目。

针对传统连铸结晶器效率低、拉坯速度慢、铸坯表面及形状缺陷等问题，设计并加工了一种高效、高速、高质（Efficient，speedy and quality，ESQ）连铸结晶器内腔形线。基于矩形坯结晶器内传热和结晶收缩行为特性，推导并建立了结晶器铜管内腔形线几何模型，运算得到形线曲线表达式和锥度表达式。根据连铸坯热交换收缩组成模型，针对高碳钢材料大矩形坯规格修正原模型及表达式，将优化结果与钢厂传统形线对比分析。依托Matlab/GUI二次开发了结晶器形线尺寸输出系统，为现有钢厂设计并加工了230 mm×170 mm断面U71Mn钢种结晶器芯棒和铜管，保持其他连铸条件基本不变，使现有连铸机拉坯速度从1.1 m/min提高至1.6～1.7 m/min。结果表明，得到的连铸坯产品表面质量与原产品相近，且并无形状缺陷，验证了模型计算的合理性和正确性。相比于传统连铸结晶器内腔形线，新形线曲线提高了结晶器的换热效率，且保证了铸坯质量，这为增加连铸坯产量提供了基础。

来源：2022年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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