[发明专利]空心钢锭的浇铸模及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空心钢锭的生产方法，尤其是适合于生产大口径、厚壁、高合金无缝钢管的钢锭的生产方法。

背景技术

目前无缝钢管生产所采用的坯料主要有连铸坯、钢锭、锻坯等，在无缝钢管的轧制设备中都需要设置穿孔机，对钢坯进行穿孔。但受钢管材料的限制，有一些钢种如低中碳铬钼钢、高合金钢、中碳硅锰钢等，用实心钢坯直接穿孔，在穿孔过程中容易产生内裂、内折缺陷。为此，用空心钢锭直接轧管或穿孔后轧管，在钢管生产中是以后的发展趋势和追求的目标，但用作轧管的空心钢锭质量要求非常高，既要保证轧管的高质量要求，又要实现规模化生产，其难度非常大。

现有的空心钢锭浇铸方法主要有离心浇铸和模铸两种。离心浇铸的生产效率低，设备复杂，制造成本高。采用较多的是模铸生产方法，而该生产方法生产空心钢锭时需要设置内模，使钢锭形成中空结构。内模由耐火材料制成，要求具有较高的耐火度、热导率、热扩散率和蓄热系数，热膨胀系数低而且膨胀均匀，与金属氧化物的反应能力低。内模在低温时有高的强度，便于运输和安装；在高温时强度显著降低，在持续高温作用下甚至高温强度为零。同时耐火材料又能抵御钢水在浇铸和凝固过程的静压力，使耐火材料不破碎，避免增加钢水外来大型夹杂；耐火材料与钢水相互不浸润，避免增加钢水的夹杂物含量。如日本川崎制铁株式会社的JP1218737发明公开的一种空心钢锭的生产方法，将一种液态溶剂涂敷在芯子上，采用下铸法浇铸，金属凝固后，芯子容易从凝固的锭中拔出。但采用该方法的涂敷过程复杂，而且也没有有效解决芯子在钢锭的浇铸过程中破碎融入钢锭中产生夹渣等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能防止内模破碎造成钢锭夹渣且浇铸完毕易于脱除的钢锭模及其空心钢锭的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为空心钢锭的浇铸模，包括有汤道砖的底板，安装在底板上的钢锭模和内模，内模的中部为钢构件，在钢构件外涂敷有耐火材料层，在耐火材料层外涂抹涂料层。

作为本发明的改进，所述的钢构件为钢管，在所述的钢管上开设有至少一个径向通气孔。所述径向通气孔的孔径为5～20mm，径向通气孔的数量按照钢构件外壁面积开设至少40个/m²。

作为本发明的另一种改进，在耐火材料层上开有轴向通气孔。

所述耐火材料层的厚度为15～55mm，其组分按重量百分比包括：耐火材料95～98％；呋喃树脂0.5～3.0％；呋喃树脂固化剂0.12～2.0％，其中所述的耐火材料为莫来石、铬精矿砂、镁橄榄石砂或石英砂中的至少一种，粒度小于25mm。

所述的涂料层的厚度为0.2～1.5mm，涂料为镁铬涂料、锆石英粉、棕刚玉或镁砂粉。

本发明还提供了一种生产空心钢锭的方法，其步骤包括：浇铸、凝固、脱模、清整，其特征在于，浇铸钢水的过热度为30～50℃。

钢水凝固后，内模、钢锭和外模一起冷却，除热送退火的高合金钢外，在钢锭温度低于400℃时脱外模和内模，需要热送退火的高合金钢，钢锭温度在580～650℃时，脱外模和内模。

钢锭锭身浇铸线速度为100～170mm/min，帽部填充线速度为40～80mm/min。

采用本发明生产的空心钢锭，质量好，钢锭内部不会产生夹渣、裂纹等缺陷。

附图说明

图1为本发明的空心钢锭的浇铸模结构示意图；

图2为内模的结构示意图。

图中标记说明：1-中注管，2-内模，3-钢锭模，4-钢水上升口，5-底板，6-绝热板，7-汤道砖，8-钢构件，9-耐火材料层，10-涂料层，11-径向通气孔，12轴向通气孔。

具体实施方式

本发明的空心钢锭浇铸模包括有汤道砖7的底板5，安装在底板5上的钢锭模3和内模2，汤道砖7与中注管1的浇铸口连通。如图2所示，内模2的中部为钢构件8，在钢构件8外涂敷有耐火材料层9，在耐火材料层9外还涂敷涂料层10。

钢构件8对内模2起到增加强度的作用，耐火材料层9起到吸热、形成钢锭内孔的作用，涂料层10起到内模表面光滑和防止钢水与耐火材料层9浸润的作用。