减少钢锭模冷却时热应力的方法主要有以下几种:
优化冷却工艺
- 采用缓冷方式:如堆冷、模冷和坑冷等。模冷是在钢锭脱帽后,带模一起堆放在干燥避风处冷却,待锭身冷却至300℃以下时脱模空冷,其冷却速度比空冷小;坑冷是在钢锭凝固后,迅速脱模,于700℃以上直立堆放于缓冷坑中,立刻加盖缓冷,待锭身冷至300℃以下方可出坑,坑冷平均冷却速度更小。
- 控制冷却速度:避免快速冷却,尽量使钢锭模各部位均匀缓慢地降温。对于一些高合金钢或大型钢锭模,可采用分冷却的方法,在不同温度阶段采用不同的冷却速度。
改进钢锭模设计
- 合理选择材料:选用导热性能好、热膨胀系数小的材料制作钢锭模,如一些特殊的合金钢或铸铁材料,可使钢锭模在冷却过程中温度分布更均匀,减少热应力的产生。
- 优化结构设计:尽量使钢锭模的壁厚均匀,避免出现过厚或过薄的部位,减少因厚度差异导致的冷却不均;同时,在钢锭模的转角、边缘等部位采用圆角过渡,避免应力集中。
其他措施
- 预热钢锭模:在浇铸对钢锭模进行预热,可减小浇铸时钢水与钢锭模之间的温差,从而降低冷却过程中的热应力。
- 加强监测与维护:在冷却过程中,利用温度传感器等设备实时监测钢锭模的温度分布,及时发现异常情况并采取措施调整冷却工艺;同时,定期对钢锭模进行检查和维护,及时修复或更换出现裂纹、变形等缺陷的钢锭模。