氣--水噴霧冷卻是連鑄二次冷卻的一種冷卻方式。它是藉助壓縮空氣的能量，將水滴霧化並以高速噴射到鑄坯表面，使之更為均勻地冷卻。冷卻的作用是對鑄坯表面進行強制、均勻冷卻，使鑄坯在較短時間內凝固。
基本介紹
- 中文名：氣--水噴霧冷卻
- 外文名：air-water mist cooling
- 學科：冶金工程
- 類別：連鑄二次冷卻
- 作用：對鑄坯表面進行強制、均勻冷卻
- 類型：預霧型、外霧型、套管抽引型
類型及原理,工藝特點,冷卻影響因素,
類型及原理
氣—水噴嘴有3種類型：
(1)預霧型(預混式或內混式)。空氣與水在噴出口前預先進行混合碎化，而後再噴出。混合前的氣、水管可直交也可斜交，噴出口設計簡單，霧化程度高，水滴直徑小於100μm者占80%以上。此類噴嘴體積較大，耗氣量多。
(2)外霧型(外混式或後混式)。空氣和水各自從噴出口噴出，在嘴外進行霧化。噴出的氣流和水流在同一點相交、混合、霧化的噴嘴，耗氣量少、水流量可調範圍大，適用於強冷和弱冷;此類噴嘴結構複雜、要求加工精度高。以高速氣流衝擊和破碎水流的外霧型噴嘴，其結構簡單，但耗氣量大，水流量可調範圍小，只適用於弱冷。
(3)套管抽引型。此類噴嘴由中間水管和周圍的氣管組成，是具有一定壓力和流速的水經高速氣流的抽引破碎後，在噴出口附近混合、碎化而形成霧化流，其噴出口為圓形，霧化流覆蓋面積小、耗氣量大且結構複雜、流量調節範圍小，只適用於弱冷。氣水噴嘴既有單股噴流噴嘴，又有雙股、多股噴流噴嘴;既有寬幅噴流噴嘴又有窄幅噴流噴嘴，後者使用得最廣泛。
工藝特點
與普通壓力噴水相比，採用氣—水霧化時水滴直徑由200～600μm降至20～60μm，從而使水滴表面積增加，噴流覆蓋面積加大，連鑄坯表面得以均勻冷卻，連鑄坯溫度回升率由150～200℃/m減為50～80℃/m，鑄坯表面質量明顯改善，裂紋明顯減少。
由於可改變壓縮空氣和冷卻水的壓力和流量，故氣—水混合物流量調節範圍寬，由1：2.5增至1：6.5，調節也較方便;氣—水噴嘴孔徑較大(比壓力水噴嘴約大1～3倍)，不易堵塞，便於維護。
在同一供水密度下，氣—水冷卻傳熱係數大，因此為達到相同冷卻目的，其耗水量可節省一半左右。壓縮空氣出口速度越大，冷卻效果越好;壓縮空氣將水霧化的同時還可不斷地吹除所產生的蒸汽和滯積在夾輥和鑄坯之間三角形楔狀區的多餘冷卻水，提高冷卻效率。使用氣—水噴霧冷卻可改善二冷的冷卻效果，鑄坯液相穴深度縮短，鑄機拉速加快，從而提高生產率。
冷卻影響因素
氣—水噴霧冷卻的效果取決於噴嘴形式、水壓、氣壓等因素，其中噴嘴的水流密度分布決定著射流的冷卻能力和鑄坯表面的冷卻均勻度，是最關鍵的因素。預霧型氣—水噴嘴的水流密度較其他類型好;而其氣—水的比值則表征著霧化單位水量所必需的氣體量，比值越小，壓縮空氣量越小，越經濟。由於氣—水噴霧冷卻法需要使用兩種介質，因此管路和控制系統要比一般水冷卻複雜，要增設空壓機、控制設備、加大抽蒸氣的能力，故基建費用較高。
