2, Velocidad de colada: el "stick de mando" para la profundidad de la cavidad líquida

La velocidad de colada (generalmente medida en mm/min) es el parámetro de proceso central de la colada semicontinua, que determina directamente la forma y la profundidad de la cavidad líquida.

2.1 El efecto de espada de doble filo de la aceleración

La simulación numérica de un lingote de aleación de aluminio 7A60 de ϕ 360 mm basada en el software ProCAST reveló un patrón claro: aumentar la velocidad de colada mejora el flujo del metal fundido, extendiendo la longitud de la cavidad líquida de 205,2 mm a 638,1 mm; sin embargo, una velocidad de colada excesivamente alta aumenta el riesgo de remoldeo y fugas, y al mismo tiempo, el área de grano equiaxial transversal del lingote disminuye de 60567,8 mm ² a 50511,3 mm ².

Otro estudio sobre lingotes de aleación de aluminio 2024 de ϕ 300 mm también confirmó que, a medida que aumenta la velocidad de colada, aumenta la profundidad de la cavidad líquida, se amplía la zona pastosa y aumentan la resistencia y el volumen de la contracción de solidificación, lo que exacerba la segregación negativa en el centro del lingote; Al mismo tiempo, el espesor de la capa solidificada y la región de cristales de pluma disminuyen, el espesor de la región de cristales equiaxiales aumenta y el tamaño promedio de grano de los cristales equiaxiales disminuye.

Estos dos conjuntos de datos aparentemente contradictorios revelan el verdadero papel de la velocidad de colada:

2.2 La relación crítica entre los cristales de pluma y el aislamiento en frío

Cuando la velocidad de colada es demasiado alta, el espesor de la capa solidificada inicial en el cristalizador es insuficiente y la superficie del lingote es propensa a la coquilla (la coquilla es un defecto cóncavo transversal en la superficie). Más gravemente, la profundización de la cavidad líquida acorta el tiempo de residencia de la capa solidificada en el cristalizador. Si el enfriamiento secundario no se compensa a tiempo, el espesor de la capa exterior del lingote al salir del cristalizador será insuficiente, lo que puede provocar fácilmente accidentes por fugas.

Por lo tanto, la selección de la velocidad de colada en la práctica industrial debe considerarse de forma integral: grado de aleación (aleaciones altas como 7055 y 7075 requieren una velocidad más lenta); Diámetro del lingote (los diámetros grandes requieren una velocidad reducida); Intensidad de enfriamiento (si la capacidad de enfriamiento es fuerte, se puede acelerar moderadamente)