2.鋳造速度:液相区深さの「コマンドスティック」
鋳造速度(通常mm/minで測定)は、連続鋳造における主要なプロセスパラメータであり、液相区の形状と深さを直接決定します。
2.1 加速の諸刃の剣効果
ProCASTソフトウェアに基づいた7A60アルミニウム合金φ360mmインゴットの数値シミュレーションは、明確なパターンを明らかにしました。鋳造速度の増加は溶融物の流れを強化し、液相区の長さを205.2mmから638.1mmに延長します。しかし、過度に高い鋳造速度は再融解と漏洩のリスクを高め、同時にインゴットの断面等軸晶領域は60567.8mm²から50511.3mm²に減少します。
2024アルミニウム合金φ300mmインゴットに関する別の研究でも、鋳造速度の増加に伴い、液相区の深さが増加し、ペースト状ゾーンが広がり、凝固収縮の強度と体積が増加し、インゴット中心での負偏析が悪化することが確認されました。同時に、凝固シェルとフェザークリスタルの厚さが減少し、等軸晶領域の厚さが増加し、等軸晶の平均粒径が減少します。
これら一見矛盾する2つのデータセットは、鋳造速度の真の役割を明らかにしています。
適度な加速 →溶融温度が液相線温度まで低下すると冷却速度が増加 →核生成を促進 →結晶粒微細化
過度な加速 →液相区の急速な深化 →ペースト状ゾーンの拡大 →中心部での負偏析の悪化と中心部でのゆるみの傾向の増加
2.2 フェザークリスタルとコールドインシュレーションの重要な関係
鋳造速度が高すぎると、鋳型内の初期凝固シェルの厚さが不十分になり、インゴットの表面はコールドシャット(表面の横方向の凹状欠陥)を起こしやすくなります。より深刻なのは、液相区の深化により鋳型内の凝固シェルの滞留時間が短縮されることです。二次冷却が適時に補償されない場合、鋳型からインゴットが排出される際の外殻の厚さが不十分になり、漏洩事故につながりやすくなります。
したがって、工業的実践における鋳造速度の選択は包括的に考慮する必要があります。合金グレード(7055や7075のような高合金は低速が必要)、インゴット径(大径は減速が必要)、冷却強度(冷却能力が強い場合は適度に加速可能)
2.鋳造速度:液相区深さの「コマンドスティック」
鋳造速度(通常mm/minで測定)は、連続鋳造における主要なプロセスパラメータであり、液相区の形状と深さを直接決定します。
2.1 加速の諸刃の剣効果
ProCASTソフトウェアに基づいた7A60アルミニウム合金φ360mmインゴットの数値シミュレーションは、明確なパターンを明らかにしました。鋳造速度の増加は溶融物の流れを強化し、液相区の長さを205.2mmから638.1mmに延長します。しかし、過度に高い鋳造速度は再融解と漏洩のリスクを高め、同時にインゴットの断面等軸晶領域は60567.8mm²から50511.3mm²に減少します。
2024アルミニウム合金φ300mmインゴットに関する別の研究でも、鋳造速度の増加に伴い、液相区の深さが増加し、ペースト状ゾーンが広がり、凝固収縮の強度と体積が増加し、インゴット中心での負偏析が悪化することが確認されました。同時に、凝固シェルとフェザークリスタルの厚さが減少し、等軸晶領域の厚さが増加し、等軸晶の平均粒径が減少します。
これら一見矛盾する2つのデータセットは、鋳造速度の真の役割を明らかにしています。
適度な加速 →溶融温度が液相線温度まで低下すると冷却速度が増加 →核生成を促進 →結晶粒微細化
過度な加速 →液相区の急速な深化 →ペースト状ゾーンの拡大 →中心部での負偏析の悪化と中心部でのゆるみの傾向の増加
2.2 フェザークリスタルとコールドインシュレーションの重要な関係
鋳造速度が高すぎると、鋳型内の初期凝固シェルの厚さが不十分になり、インゴットの表面はコールドシャット(表面の横方向の凹状欠陥)を起こしやすくなります。より深刻なのは、液相区の深化により鋳型内の凝固シェルの滞留時間が短縮されることです。二次冷却が適時に補償されない場合、鋳型からインゴットが排出される際の外殻の厚さが不十分になり、漏洩事故につながりやすくなります。
したがって、工業的実践における鋳造速度の選択は包括的に考慮する必要があります。合金グレード(7055や7075のような高合金は低速が必要)、インゴット径(大径は減速が必要)、冷却強度(冷却能力が強い場合は適度に加速可能)