第六章铜 合金半连续和连续铸锭
第一节 半连续铸锭
一、概述
半连续铸锭全称为立式半连续直接水冷铸锭(Vertical Direct Chill Casting),简称DC铸锭,1993年由法国人Junghaus 首先研制成功。DC铸锭的基本特征是,将金属熔体均匀地导入通水冷却的结晶器中,结晶器中的金属熔体受到结晶器壁和底座的冷却作用,迅速凝固结晶,形成一层较坚固的凝固壳。待结晶器中金属熔体的水平面达到一定高度时,铸锭机的牵引机构就带动底座和已凝固在底座上的凝固壳一起以一定速度连续、均匀地向下移动。当已凝固成铸坯的部分脱离开结晶器时,立即受到来自结晶器下缘处的二次冷却水的直接冷却,锭坯的凝固层也随之连续地向中心区域推进并完全凝固结晶。待铸锭长度达到规定尺寸后,停止铸造卸下铸锭,铸造机底座回到原始位置,即完成一个铸次。
DC铸锭的工艺特点是:
(1)铸锭过程中浇注系统与结晶器间的合理配置,减少了金属熔体的飞溅和扰动,防止了氧化膜和夹渣等有害物质的混入;
(2)可连续、稳定地将熔体金属注入结晶器中,因此可以采用较低的浇注温度进行铸造,这有利于消除铸锭的气孔和疏松缺陷;
(3)以水为冷却介质,熔体的凝固结晶是在极强的过冷条件下完成的,铸锭结晶组织致密,又因为结晶始终保持顺序结晶,具有明显的方向性,这有利于消除缩孔和缩管缺陷;
(4)铸锭长度较长;可根据加工车间工艺要求进行合理切断,这可减少切头、切尾损失;
(5)同铁模铸锭相比机械化程度高、劳动条件好。
半连续铸锭与连续铸锭二者并无本质上的区别,在浇铸过程中,若金属
或合金熔体能源源不断加供给,同时配备同步锯切装置,将已凝固的铸锭按
定尺切断,便实现了连续铸锭。
二、DC铸锭原理
(1)建立并保持结晶器内熔体与周围介质热交换过程的相对平衡,即单位时间内流入结晶器内的金属熔体所带入的总热量与一次冷却、二次冷却及空气散失的总热量之间的平衡。这是实现连续铸锭生产的必要条件。
(2)形成稳定的凝固壳层,这是实现连续铸锭生产的充分条件。如图7-6-1所示。