2）紧密接触区 ①形成：初生坯壳在钢液静压力的作用下被推向结晶器铜壁并与之紧密接触

而形成。 ②传热方式：传导传热。
    图2－6铸坯表面组织的形成 a—坯壳与铜壁紧密接触；b—坯壳产生气隙 3）气隙区 ①形成

：坯壳凝固到一定厚度时，发生 δ→γ 的相变，引起坯壳收缩，牵引坯壳向内弯曲脱 离铜壁

，而形成。特别在角部区域，由于二维传热，坯壳凝固最快，最早收缩而首先形成。 ②特性；

在钢液静压力的作用下处于气隙形成和消失的动态平衡过程中。 ③传热方式：辐射和对流； ④

影响结果：传热减慢，凝固速度降低，坯壳减薄，强度降低，在钢液静压力的作用下， 坯壳将

发生变形，另外在角部由于气隙的产生，推迟凝固，使角部坯壳最簿，易产生裂纹和拉 漏。
    图2－7 结晶器内气隙的形成过程 （二） 坯壳的生长规律 服从: 凝固平方根定律
    图2－8 横向气隙形成
    式中
    δ－坯壳厚度，mm； Ｋ－凝固系数，mm/min1/2 ； t ：凝固时间（min） L ：结晶器有效

长度（㎜） V : 拉坯速度（㎜／min）
    保证铸坯出结晶器下口厚度的措施： 1）K 值的选择 2）结晶器操作 3）保护渣的选择 （

三）钢液在结晶器内凝固的影响因素 1）结晶器中钢液的散热，分为水平和垂直方向（垂直方向

的散热较小，可忽略不计）
    3）由于气隙的热阻最大 ，因而是结晶器传热的限制性环节。显然要改善结晶器的传热，

就得减少气隙。 A 结晶器设计参数对传热的影响 （1）锥度的影响（作用：良好的接触，以减

小气隙，增加热流，加速结晶器内坯壳的生长， 要点；结晶器内部形状应与坯壳的冷却收缩相

适应。铸坯线收缩量可根据 L=βT 来确定） ； （2）长度的影响（作用：上部－热量输出，下

部－支撑） ； （3）材质的影响（要求：导热性好，抗热疲劳，强度高，高温下膨胀小，不易

变形） ； （4）内表面形状的影响（传热面积） ； B．操作因素对结晶器传热的影响 这一节

内容包括： （1）冷却强度的影响 （2）冷却水质的影响 （3）结晶器润滑的影响 （4）拉速的

影响 （5）钢液过热度的影响 （6）钢液成分的影响 （1）冷却强度的影响（要点；冷却水应保

证迅速地将钢液凝固所放出的热量带走，使铜壁 冷面上没有热的积累，以防止结晶器发生永久

变形） ①强制对流：热流与铜壁温度呈线性关系，水流速增加，热流增大。 ②水沸腾：靠近铜

壁表面过热的水层中，有水蒸气生成并产生沸腾此时传热不取决于水流 速，而主要取决于铜壁

表面的过热和水的压力。
    ③膜态沸腾：温度超过某一极限值时，靠近铜壁表面的水形成蒸汽膜，热阻增大，热流减

小。 改善结晶器传热： 1.水缝中的水速大于6米／秒； 2.控制进水与出水温差在5～6℃ 3.结

构合理
    结晶器铜壁与水的界面状态和热流的关系 （2）冷却水质的影响－对热流影响，控制水质，

应用软水。 （3）结晶器润滑的影响－减小拉坯阻力 、改善传热 。 （菜子油作用：高温下裂

解为碳氢 化合物；保护渣：高温下形成渣膜） （4）拉速的影响－高拉速，能增加结晶器导出

的平均热流，但使单位质量的钢液从结晶器 中导出的热量减少，致使坯壳减薄。 （5）钢液过

热度的影响－过热度对结晶器热流、铜板温度无关，而与出结晶器坯壳的表面 温度有关，影响

坯壳强度。 （6）钢液成分的影响－主要是钢中碳含量对热流、坯壳收缩、偏析的影响。 从影

响结晶器凝固传热的因素可知，结晶器是一个复杂的传热系统。了解结晶器导出热流 的大小和

变化，以及它与坯壳生长厚度的关系，可作为调整结晶器热工状态的依据，使结晶器 工作最佳

化。
    图2－9钢中含碳量与热流的关系