二次水分散冷却铸造的定义及特点?分散冷却铸造指结晶器下方的二次冷却采用软冷却方式,通称非直接水冷铸造。
容汉斯早期使用的结晶器髙900mm,相当于一只滑动水冷模,冷却水从下端进入再从上端引出,只有间接冷却而无二次直接冷却。当采用直接水冷连铸方式铸造含磷的铜、含硅的铜以及某些含铝较高的复杂黄铜时,为避免铸锭裂纹不得已采取非常小的冷却强度和铸造速度时,铸锭的表面质量难以保证。经过对二次冷却水系统深入的研究发现,把二次直接喷水冷方式改成分散的、缓慢的柔性冷却方式时可以避免锭裂纹的发生。
图4-23所示的是铸造纯铜Φ300mm铸锭用结晶器及二次冷却系统。
独立二次冷却的结晶器装置
该装置把二次水冷却装置设计为单排和多排水喷射孔的结构。与直接水冷铸造不同的是,此二次水冷却装置完全独立,冷却强度可以单独调节,而不受一次冷却水强度的影响。
图4-24所示的是把二次水冷却设计为多层次二次水冷的结晶器装置。
多层次二次冷却的结晶器装罝
与上述结晶器装置不同的是,此装置的二次水冷区区域延长了许多,二次冷却强度不仅可以调节,而且可以沿铸锭不同高度单独调节。二次水喷嘴按三个层面安置,每个层面喷嘴到铸锭表面的距离都不同,而且喷嘴与铸锭垂直中轴线夹角也不同,实际上铸锭受到的是冷却强度更加分散的软冷却。
与直接水冷连续铸造相比,分散的二次水冷却方式减缓了冷却强度,并在一定程度上提高了极限铸造速度。然而对某些合金而言,此种结构冷却强度还显得比较大,不能完全避免铸锭裂纹的产生。因为它仍是水流对铸锭的冷却,只不过是这种水流可以单独控制,实际上只能稍微把液穴相对位置往下方移动了一点。
与水幕冷却方式相比,二次喷雾冷却的结晶器装置冷却强度更加缓和、柔弱,对于热裂纹倾向较强的某些合金铸造更有价值(见表4-3)。
二次直接水冷与分散水冷的极限铸造速度比较