氣-水噴霧冷卻(air-watermistcooling)

連鑄二次冷卻的一種冷卻方式。它是借助壓縮空氣的能量，將水滴霧化并以高速噴射到鑄坯表面，使之更為均勻地冷卻。與普通壓力噴水相比，采用氣一水霧化時(shí)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(zhì)量明顯改善，裂紋明顯減少；由于可改變壓縮空氣和冷卻水的壓力和流量，故氣一水混合物流量調(diào)節(jié)范圍寬，由1：2.5增至1：6.5，調(diào)節(jié)也較方便；氣一水噴嘴孔徑較大(比壓力水噴嘴約大1～3倍)，不易堵塞，便于維護(hù)；在同一供水密度下，氣一水冷卻傳熱系數(shù)大，因此為達(dá)到相同冷卻目的，其耗水量可節(jié)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(shí)還可不斷地吹除所產(chǎn)生的蒸汽和滯積在夾輥和鑄坯之間三角形楔狀區(qū)的多余冷卻水，提高冷卻效率。使用氣一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(jī)拉速加快，從而提高生產(chǎn)率。

氣水噴嘴有3種類型：(1)預(yù)霧型(預(yù)混式或內(nèi)混式)。空氣與水在噴出口前預(yù)先進(jìn)行混合碎化，而后再噴出。混合前的氣、水管可直交也可斜交，噴出口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，霧化程度高，水滴直徑小于100μm者占80％以上。此類噴嘴體積較大，耗氣量多。(2)外霧型(外混式或后混式)。空氣和水各自從噴出口噴出，在嘴外進(jìn)行霧化。噴出的氣流和水流在同一點(diǎn)相交、混合、霧化的噴嘴，耗氣量少、水流量可調(diào)范圍大，適用于強(qiáng)冷和弱冷；此類噴嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求加工精度高。以高速氣流沖擊和破碎水流的外霧型噴嘴，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但耗氣量大，水流量可調(diào)范圍小，只適用于弱冷。(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(jīng)高速氣流的抽引破碎后，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(jié)構(gòu)復(fù)雜、流量調(diào)節(jié)范圍小，只適用于弱冷。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，后者使用得最廣泛。

氣水噴霧冷卻的效果取決于噴嘴形式、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(guān)鍵的因素。預(yù)霧型氣一水噴嘴的水流密度較其他類型好；而其氣一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(jīng)濟(jì)。由于氣一水噴霧冷卻法需要使用兩種介質(zhì)，因此管路和控制系統(tǒng)要比一般水冷卻復(fù)雜，要增設(shè)空壓機(jī)、控制設(shè)備、加大抽蒸氣的能力，故基建費(fèi)用較高。