[发明专利]一种大型合金钢锭的浇注模具及方法

说明书

本发明公开了一种大型合金钢锭的浇注模具及方法，包括通过在现有钢模的顶部加上准备浇注材料绝缘耐火泥圈，在绝缘耐火泥圈内壁上设置有金属导电环，钢模的底部设置保护渣层，起到对钢液的保护作用，采用两块一慢的下注法的浇注工艺，保护渣上浮，以防钢液飞溅，当保护渣进入绝缘耐火泥圈，电源形成环路，利用保护渣电阻作用对帽口的钢液适当补热和保温，消除了钢锭表层易形成的结疤、重皮、缩孔、裂纹，克服了钢锭内部疏松、偏析等的缺陷，提高了钢锭质量，有利于钢锭后期加工。

技术领域

本发明涉及的是冶金技术领域，尤其涉及的是一种大型合金钢锭的浇注模具和方法。

背景技术

浇注是炼钢生产过程的最终操作，对产品的质量有很大的影响。钢锭在钢锭模中的凝固条件决定了钢锭的结晶结构，同时也决定了化学成分和组织均匀性。对于大钢锭，冶炼问题更为突出。为了提高大钢锭钢锭的冶金质量，国内外研究人员对钢锭形状、冒口形状、浇注温度、浇注方式和浇注速度等进行了研究和改进。随着国民经济的发展，大型机械装备的需求力强，对大型合金钢锭的市场日趋增加，促使合金钢冶炼向大型钢锭技术方向发展，合金钢是在普通钢的冶炼过程中，加入微量元素，在铸锭过程中由于操作不当或注速、铸温控制不当，凝固时选分结晶，元素偏析现象不可避免，会使铸成的锭有钢锭表面的结疤、重皮和纵、横裂纹，内部的残余缩孔、皮下气泡、疏松和偏析等。甚至进入锭身部位。特别是大型合金钢锭，这些缺陷更为突出，降低了钢锭的后续加工的用材率。造成这种情况的原因，根据生产实践情况分析，在下注法的浇注过程中，钢液在钢模中由下往上升，上层的钢液散热快，夹杂物的渗透氧化，主要集中在钢锭的上层，使合金钢钢锭在后续的锻造和热处理加工中过程中很难消除，有部分不能得不到有效利用，造成资源的浪费。在炼钢浇注过程中消除和减轻此类缺陷尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型合金钢锭的浇注模具及方法，以解决现有技术中大型合金钢锭制备过程中原材料利用率低的问题。

本发明提供一种大型合金钢锭的浇注模具及方法，所述浇注模具包括保护渣、钢模、绝缘耐火泥圈、金属导电环和外部电源，所述绝缘耐火泥圈设置所述钢模的顶部，所述钢模的内径与所述绝缘耐火泥圈的内径相同，且二者同轴分布；所述金属导电环设置在绝缘耐火泥圈内壁，所述外部电源的正极与金属导电环连接，负极与钢模底部连接并接地；所述保护渣放入钢模底部,作为保护层；所述浇注方法，是在下注法浇注工艺中，钢水升至钢模高度1/5～1/4前，半口浇注，以防飞溅，中间满口浇注，浇注离所述钢模口200～400mm时，1/3口浇注，当所述保护渣上浮至所述绝缘耐火泥圈中与上沿口平齐时，停止浇注，此时，所述外部电源接通，利用保护渣的电阻作用，对钢模帽口中的钢液加热或补热。

进一步，所述绝缘耐火泥圈高度为20-30cm，所述金属导电环高度为5-8cm，安置在绝缘耐火泥圈上沿口下方3-5cm处。

进一步，所述保护渣成分为:CaF2、CaO、Al2O3、焦炭或石墨，其成分控制在：Al2O3：40～45％、CaO：35～40％、CaF2：15～20％、焦炭或石墨5～10％；其制作方法为粉碎100目,按比例混合。

进一步，所述保护渣放入钢模底部,厚度为25-35cm；

进一步，所述钢液加热或补热时间为4-6min。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种大型合金钢锭的浇注模具及方法，利用在浇注过程中在钢液顶部铺设保护渣层，可起到对钢液的防氧化和杂物的渗透保护作用；当钢液上升钢模顶部，保护渣进入绝缘耐火泥圈内，与两个金属导电部件接触后，电源系统形成环路，保护渣层就相当一个大电阻，作为热源，给钢液加热，避免了浇注过程形成的钢锭温度不均匀，造成钢锭表面的结疤、重皮和纵、横裂纹，内部的残余缩孔、皮下气泡、疏松和偏析的弊端，提高了钢锭的浇注质量和后期加工的用材率。

附图说明

图1为一种大型合金钢锭的浇注模具浇注前结构示意图；