[实用新型]一种可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及50～300吨级之间所有级别大型空心钢锭的制备技术，具体是一种可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置。它适用于所有采用可动芯浇注大型空心钢锭的制备过程，包括各种形状、规格、材料的空心钢锭的铸造。

背景技术

近年来，工业的发展有着质的飞跃，工业对能源的需求日益增加，能源短缺以及供求矛盾日益显著，从而带动中国能源、石油化工业发展迅速产业规模不断扩大。如大型加氢反应器、核电主管道、水轮机大轴等用量在不断加大。目前，由于只有少数几个国家掌握空心钢锭制造技术和筒形件锻造技术，主要设备依赖进口。国内对于大型筒类锻件只能采用大型钢锭进行冲孔锻造，由于大型钢钢锭本身制造的限制，而关键的筒类件难以实现。我国装备制造业的迅速发展，万吨水压机的数量和锻造能力的增加，以及满足节能减排的要求使锻造大型筒类铸件成为可能。

利用空心钢锭进行筒形件锻造，只需要进行加热拔长，所以与用实心钢锭锻造筒形件相比，可以节省2～3个火次，可以减少大量的能源消耗和材料烧损。利用实心钢锭锻造筒形铸件，钢锭的利用率一般不到65％，而利用空心钢锭进行筒形件的锻造，钢锭的利用率可以达到80％以上。目前，法国的克鲁索公司已经成功浇注了250t空心钢锭，日本的川崎公司成功浇注了300t空心钢锭。而我国的空心钢锭开发较晚，技术还不是十分成熟，尤其是在钢锭偏析带位置控制方面的研究较少。由于大型空心件需求量巨大，而大型空心钢锭的生产能力有限，所以开发大型空心钢锭制造技术，进行大型空心钢锭生产，具有很大的市场潜力。

此外，宏观偏析是大型钢锭制造过程中最难解决的问题，而空心钢锭在铸造过程中，由于可动芯和钢锭模同时对金属液进行冷却，所以钢锭最后凝固的位置在空心钢锭壁厚中心位置，或接近中心位置上。空心钢锭的偏析带在锻造过程中，很难在锻件的内表面露出来，所以利用空心钢锭锻造的锻件，焊接性能和使用性能都好于实心钢锭锻造的筒形锻件。正因为如此，世界上有些大型制造公司，在进行大型筒形件设计时，明确要求筒形锻件必须用空心钢锭锻造。

大型空心钢锭浇注钢水量大，设备要求严格，工装准备困难，质量影响因素多，偏析位置不易控制；另外，钢水在大气下浇注，容易产生二次氧化，内在质量难于控制，锻件探伤容易出现超标缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，适用于50～300吨之间所有级别大型空心钢锭制造，解决大型空心钢锭制造过程中的偏析等问题。

本实用新型的技术方案是：

一种可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，该铸造装置设有金属型、可动芯，可动芯置于金属型腔的中心；金属型为下底盘、上底盘、钢锭模构成，上底盘置于下底盘上，上底盘上安放钢锭模，钢锭模和可动芯之间形成环形铸件型腔。

所述的可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，可动芯为外层芯筒、中间第一层芯筒、中间第二层芯筒、内层芯筒由外到内依次设置而成，内层芯筒顶部放有盖板，外层芯筒与中间第一层芯筒之间为外层间隙，中间第一层芯筒与中间第二层芯筒之间为中间层间隙，中间第二层芯筒与内层芯筒之间为内层间隙。

所述的可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，外层间隙、中间层间隙用型砂填充，内层间隙用肋板相连，内层间隙中设有中间测温点和底部测温点。

所述的可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，外层芯筒为5～30mm厚，中间第一层芯筒为5～15mm厚，中间第二层芯筒为5～15mm厚，内层芯筒为5～30mm厚；外层芯筒与中间第一层芯筒之间空隙10～30mm；中间第一层芯筒与中间第二层芯筒之间空隙5～50mm；内层芯筒与中间第二层芯筒之间空隙5～60mm，两者之间用6～24个肋板相连。

所述的可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，可动芯顶部设有冷却介质雾化装置，冷却介质雾化装置插在盖板中心。

所述的可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，冷却介质雾化装置为三通形结构，一个入口为压缩空气入口，一个为液氮入口，一个为雾化水入口，入口另一端为混合气体出口，冷却介质雾化装置的混合气体出口与可动芯的内层芯筒相通。

所述的可动芯低偏析大型空心钢锭的铸造装置，该冷却介质雾化装置设有混合室、液氮喷嘴、液氮入口管、喷嘴盖、压缩空气入口管和雾化水入口管，液氮喷嘴一端与压缩空气入口管连通，液氮喷嘴另一端与混合室连通，液氮喷嘴的圆周上均布有孔；液氮喷嘴外边罩着喷嘴盖，液氮入口管、雾化水入口管分别安装于喷嘴盖上。