定向凝固技术是指在凝固过程中通过对金属液体进行深过冷,使在凝固金属和未凝固金属中建立起沿一定方向的温度梯度,从而使金属液体形核之后能够沿着热流方向相反的方向进行凝固结晶。定向凝固技术可以明显减少横向晶界,获得柱状或单晶组织,提高其高温性能和力学性能。本文根据当前定向凝固钢锭生产状况和空气的绝热性,研究中空侧壁保温定向凝固法生产大单重钢锭的可行性。为进一步提高中空侧壁的保温效果,在中空气隙中插入隔热板,通过设计实验来检验中空侧壁的保温性能和影响参数。实验结果表明:在侧壁加入中空气隙后,外壁温度下降,保温效果明显,在插入隔热板后,外壁温度明显下降,保温效果更加明显。插入一个隔热板时,热平衡时热流量降低约40%~50%。插板数越多,热平衡时热流量越小,保温效果越好,可综合考虑保温要求、生产成本等因素来确定插板数量。对于定向凝固来说,应用中空气隙,侧壁保温效果提高,可以防止钢水在侧壁凝固,提高钢锭的性能。采用中空气隙保温技术,将之应用到冒口设计上,可增大冒口热阻,减小冒口传热,显著提高冒口保温效果,延缓钢液在冒口内凝固时间,从而使冒口体积大大减小,带来显著效益。