با پر شدن قالب توسط مذاب پوسته اولیه شمش که در تماس مستقیم با دیواره قالب می باشد به سرعت منجمد میگردد و هر چه شمش به سمت پایین تر می رود پوسته آن کلفت و کلفت تر می شود. اولین پوسته ای که در داخل قالب شروع به منجمد شدن می کند در فاصله 30 تا 40 میلیمتری از سطح مذاب درون قالب قرار دارد.
مذاب در ضمن شکل گرفتن در درون قالب حدود 15 تا 20 درصد از حرارت خود را از دست داده و ضخامت و استحکام پوسته آن به حدی باید برسد که در هنگام خروج از قالب تحمل فشار فرواستاتیکی درونی مذاب را داشته باشد تا دچار پارگی شمش نشود.
انجماد کامل شمش در ریخته گری مداوم تحت دو شرایط مختلف متالوژیکی انجام می پذیرد: اولین مرحله انجماد درون قالبها می باشد که انجماد اولیه نام دارد و دومین مرحله انجماد در درون اتاقک خنک کننده (کولینگ چمبر- Cooling Chamber) بوده و با آب اسپری یا افشانک ها صورت گرفته و به انجماد ثانویه موسوم است.
بعد از انجماد اولیه که در قالب صورت گرفت شمش وارد مرحله انجماد ثانویه می گردد. این منطقه از زیر قالب شروع و تا جکهای کشاننده (SW) ادامه دارد. در این مرحله آب از طریق افشانک ها در سه مرحله (z1-z2-z3) با فشار زیاد به چهار وجه شمش بطور یکسان پاشیده می شود.
فشار آب پاشیده شده به سطح شمش باید بقدری زیاد باشد که بتواند بخار ایجاد شده در سطح شمش را کنار زده و مستقیما ذرات آب با شمش برخورد نموده و مجددا بخار شوند تا بیشترین راندمان سرد شوندگی حاصل گردد. حدود 30 تا 40 درصد از حرارت شمش در این منطقه از انجماد از شمش گرفته می شود.
شرایط انجماد در دو مرحله فوق کاملا با هم متفاوت بوده به طریقی که در انجماد اولیه تبادل حرارتی غیر مستقیم بین مذاب و آب صورت گرفته در حالیکه در انجماد ثانویه این تبادل حرارتی مستقیم با مذاب و آب انجام می گیرد.
طبیعتا هر گونه اشکال و انحراف در پارامترهای انجماد اولیه باعث عیوب سطحی و در انجماد ثانویه باعث عیوب درونی شمش میگردد. پس کیفیت و کمیت آب و همچنین تقسیم صحیح و یکنواخت آن در هر دو انجماد اولیه و ثانویه بسیار حائز اهمیت است.
مهندس محسن کاشیها