连续铸造时决定铸锭冷却速度的基本因素有: 一是冷却水的流量、 流速和温
度; 二是结晶器的结构 (高度、 锥度、 喷水孔角度、 内套壁的厚度和材质); 三是
铸造温度。 生产条件下, 对于指定合金, 结晶器的结构、 铸造速度及水温通常都是
固定的, 因此, 控制冷却水的流量和流速是调节铸锭冷却速度的基本手段。
连续铸锭所需要的冷却水量理论上可按下式估算:
W =C1(t3-t2)+L+C2(t2-t1)
C(t5-t4) (2-18)
式中 W ———单位重量金属的耗水量, m3·t-1;
136 铝加工技术问答C1———金属在t3~t2 温度区间内的平均比热容, kcal·kg-1·℃-1 (1cal=
4.18J);
C2———金属在t2~t1 温度区间内的平均比热容, kcal·kg-1·℃-1;
t1———金属最终冷却温度,℃;
t2———金属熔点,℃;
t3———进入结晶器的液体金属温度,℃;
t4———结晶器进水温度,℃;
t5———二次冷却水最终温度,℃;
C———水的比热容, kcal·kg-1·℃-1;
L———金属的熔化 (结晶) 潜热, kcal·kg-1。
根据式 (2-18), 如 果 假 定 冷 却 水 的 温 升 为 15℃, 则 将 金 属 从 700℃ 冷 却 至
60℃, 每吨铸锭的耗水量约为18m3。 实际上, 在连续铸造过程中, 由于三次冷却、
铸锭敞露液面和铸锭本身散热的影响, 以及铸锭经过一次冷却后的温度也各不相
同, 冷却水的温升也不相同, 因此, 铸锭需要的实际冷却水量差别很大。 根据合金
和铸锭规格的不同, 大致变动在7~20m3·t-1之间。
在结晶器和供水系统结构一定的情况下, 冷却水的流量和流速是通过改变冷却
水压来实现的, 在确定冷却水压时, 应注意:
① 扁锭的铸速高, 单位时间内凝固的金属量大, 故需冷却水多, 水压应大些。
圆锭和空心锭水压小些。
② 铸锭规格相同时, 冷却水压由大到小的顺序是软合金→锻铝→硬铝系合金
→高镁合金→超硬铝合金。 但硬铝扁铸锭小面水压大, 可消除侧面裂纹; 超硬铝水
压小, 可消除热裂纹。
③ 同一种合金, 随着铸锭规格变大 (圆铸锭直径增大, 扁铸锭变厚), 要降低
水压, 以降低裂纹倾向。 但对软合金和裂纹倾向小的合金, 也可随规格增大加大水
压, 才能保证良好的铸态性能。
④ 采用隔热膜、 热顶和横向铸造时其冷却速度基本同于普通模铸造相应的冷
却强度。