結(jié)晶器的主要作用就是對鋼水提供均勻而快速的冷卻，促使鋼水迅速凝固，坯殼均勻生長。由其傳熱效果看，結(jié)晶器內(nèi)各種熱阻在總熱阻中所占比例為：坯殼25%，，氣隙71%，結(jié)晶器壁1%，結(jié)晶器壁與冷卻水界面2%。可見在各種熱阻中，氣隙熱阻控制著結(jié)晶器的冷卻效果。由于鋼水凝固過程中的不均勻收縮尹必然在結(jié)晶器和坯殼間形成不均勻氣隙。氣隙在彎月面以下即開始出現(xiàn)，并在距彎月面約300mm處氣隙厚度達(dá)到最大，此后基本保持這一厚度至結(jié)晶器下口。因此，減少結(jié)晶器和坯殼問的氣隙厚度是結(jié)晶器結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。方坯連鑄機(jī)結(jié)晶器一般設(shè)計成與鋼水凝固收縮系效相適應(yīng)的倒錐度，但由于氣隙厚度的不均勻，單一倒錐唐舶為此研制了雙錐度、三錐度結(jié)晶器。多錐度結(jié)晶器更好地適應(yīng)了結(jié)晶器縱向上坯殼的收縮，提高了結(jié)晶器的冷卻效果，降低了鑄坯裂紋指數(shù)。但這種結(jié)晶器除對液面控制有嚴(yán)格要求外，最大不足是在不同錐度的過渡處出現(xiàn)“奇點”，易出現(xiàn)坯殼橫裂，尤其在低位速時，更易出現(xiàn)坯殼粘結(jié)?；诖耍珠_發(fā)了拋物線型倒錐度結(jié)晶器、使之更接近于坯殼收縮后的形狀，使整個結(jié)晶器縱向上氣隙均較小且更趨于均勻，更適合于高速連鑄。從結(jié)晶器倒錐度設(shè)計來講，以拋物線型倒錐度結(jié)晶器的工藝效果最佳。為使結(jié)晶器橫截面上氣隙均勻，提高坯殼厚度的均勻性，開發(fā)了凸面和凹面結(jié)晶器。以凹面結(jié)晶器的工藝效果為最佳。，如果采用具有拋物線型倒錐度的凹面結(jié)晶器，則會提高整個結(jié)晶器的均勻傳熱效果，得到最佳的工藝效果。這種結(jié)晶器可使方坯連鑄機(jī)拉速提高到4m/min。