定向凝固浇注发表评论(0)编辑词条

定向凝固浇注(teeming    of  one-way   solidification)
使钢锭在凝固过程中的热流方向呈一维或近似一维且与金属的凝固方向相反的浇注工艺。由于金属的凝固是单方向的，也可称定向凝固为单向凝固。“定向”一词主要表征结晶位向的一定，这对于单晶生产更为恰当，在通常的铸锭生产中是难以达到而且也是没有必要的。为了建立单向传热的条件，钢锭模的底板采用金属型，甚至喷水或通水冷却；锭模的内层四周衬以绝热材料；在浇注完毕后，锭模内钢液上部盖以发热剂；这样，就形成了自下而上的单方向凝固条件，其制造工艺示意于图。为确保获得很强的单方向凝固，尽可能增加自上而下的温度梯度。为此在锭模四周可设置两段(或若干段)加热线圈，在浇注之前，先送电预热锭模及其内侧的耐火材料，浇注之后，先切断下部线圈的电源，随后再相继切断上部线圈的电源。不论采用哪一种方法，随着凝固距离的增加，固一液界面前沿的温度梯度总是要逐渐减小，从而使单方向散热的有利条件丧失，为此，单向凝固锭的高(H)径(L)比一般较小(<1)。采用这种工艺方法生产的钢锭单重已超过80t，主要用于制造压力容器中的超厚板。
采用单向凝固工艺，锭内温度梯度存在于垂直方向上，而凝固过程中因选分结晶排出溶质所造成的浓度梯度也在垂直方向上，因此，由于温差及浓度差引起的自然对流得以抑制。溶质的传输主要依靠扩散，如果底板的冷却能力较强，凝固速度较快，就可能得到大范围的无宏观偏析的区域，使宏观偏析限制在钢锭上部非常窄的范围内。此外，由于单方向自下而上的进行凝固，缩孔、气孔、夹杂均可排至钢锭上表面，从而获得较为致密、洁净的高质量钢锭。