Di atas kristalisator berpendingin air, pasang penutup penahan panas yang terbuat dari bahan film isolasi, yang juga disebut penutup bagian atas panas (hot top cap) atau cangkir penuang. Persyaratan untuk penutup bagian atas yang panas adalah tidak terjadi reaksi kimia dengan aluminium cair, tidak menyerap kelembapan, tidak menyerap minyak, tidak membasahi aluminium cair, tahan suhu tinggi, memiliki kinerja isolasi yang baik, tahan guncangan termal, memiliki kekuatan yang baik, mudah diganti dan dirawat, serta harganya murah.
Kristalisator Panas Atas Tradisional
Cetakan hot top tradisional meliputi tutup panas, gasket isolasi panas, cetakan, cincin grafit, dll. Cangkang luar tutup atas panas dilas dengan pelat besi setebal 3 mm, sedangkan lapisan dalamnya terbuat dari papan asbes atau kain felt silikat aluminium setebal 4–5 mm. Tinggi tutup atas panas tersebut adalah 80–100 mm. Jika penutup panas terlalu pendek, akan terjadi turbulensi, dan hal ini menyulitkan pengendalian tingkat cairan. Ketika tekanan statis logam terlalu tinggi, kemungkinan besar akan terjadi pembentukan nodul logam dan kebocoran aluminium. Pada saat yang sama, terdapat kecenderungan peningkatan segregasi, yang tidak mendukung peningkatan kualitas permukaan.
Selama proses pengecoran, tingkat logam pengontrol berjarak sekitar 20 mm dari tepi atas tutup panas. Diameter dalam tutup panas sama dengan diameter dalam gasket isolasi panas silikat aluminium, yang ukurannya 3–5 mm lebih kecil daripada cincin grafit. Gasket isolasi panas terbuat dari serat aluminium silikat yang dipotong dengan ketebalan 5–8 mm. Karena serat aluminium silikat memiliki sifat isolasi termal yang baik, gasket ini dapat mencegah area kristalisasi menyebar ke atas, serta memiliki tingkat elastisitas tertentu. Gasket ini tidak menyerap aluminium cair dan mudah untuk mencapai penyegelan yang baik. Jarak tonjolan dari sisi dalam gasket penyegel yang dipanaskan berlebih ke cetakan harus sesingkat mungkin, umumnya kurang dari 3–5 mm.
Untuk mengurangi dampak cetakan terhadap permukaan ingot selama proses produksi, dapat digunakan bidang miring dengan sudut kemiringan 45 derajat terhadap garis horizontal. Cetakan dilapisi dengan cincin grafit, dan sebuah meja aluminium setinggi 8 mm ditempatkan di bawah cincin grafit tersebut untuk mengakomodasi kebutuhan dasar pengecoran multi-cetakan yang naik. Diameter dalam meja aluminium tersebut 1–1,5 mm lebih besar daripada diameter dalam cincin grafit.
Tinggi total cetakan sama dengan jumlah tinggi cincin grafit dan tinggi meja aluminium. Tinggi kristalisator adalah tinggi zona kristalisasi efektif, yang umumnya diatur pada kisaran 15–50 mm dalam proses produksi.
Tinggi cincin grafit merupakan parameter penting dalam proses pengecoran hot top. Jika tinggi cincin grafit terlalu kecil, zona kristalisasi akan naik dan merambah jauh ke dalam cincin penyegel dan isolasi panas, yang dapat dengan mudah menyebabkan bekas tarikan dan retakan pada permukaan ingot. Jika cincin grafit terlalu tinggi, luas area kontak antara logam dalam keadaan semi-padat di tepi coran dengan cincin grafit akan menjadi besar, dan permukaan ingot tidak akan halus. Diameter dalam cincin grafit berperan sebagai penentu ukuran. Ketebalan cincin grafit sebaiknya sedapat mungkin tipis, namun dengan mempertimbangkan kekuatan grafit itu sendiri dan memenuhi kebutuhan pemrosesan, ketebalannya harus 4 mm. Persyaratan untuk cincin grafit adalah konduktivitas termal yang baik, pelumasan yang baik, permukaan yang halus, dan kekuatan yang memadai.
Kristalisator Terbaru yang Sedang Populer
Saat menggunakan metode pengecoran hot-top multi-cetakan, cetakan dipasang di bawah platform penuangan tangki air, sedangkan tutup panas ditempatkan di atas platform penuangan tersebut untuk membentuk sistem hot-top yang terpadu saluran distribusi. Sisi cetakan dibiarkan terbuka untuk memungkinkan proses pengecoran multi-cetakan. Saat ini, yang umum digunakan adalah komponen cetakan pra-bentuk dari silikon fusi, serta komponen yang dibentuk dengan metode vakum produk tahan api berbahan serat silikat aluminium, serta bahan tahan api prefabrikasi berbahan dasar silikat kalsium yang diperkuat dengan serat grafit sebagai komponen utamanya.
