[发明专利]一种单套筒强制冷却制造大型空心钢锭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造大型空心钢锭的方法,特别涉及一种单套筒强制

冷却制造大型空心钢锭的方法。

背景技术

目前，国内几乎所有大型空心锻件都是采用实心钢锭生产的，实心钢锭采用下料、镦粗、冲孔、扩孔流程，这种流程不仅工序复杂，而且空心锻件所选用实心钢锭吨位大，锻造收得率低，造成生产成本较高。此外，实心钢锭由于A偏析，锻件加工后，外表面易出现偏析引起成分不均、夹杂物外露等缺陷。日本、法国工业发达国家先后研制并成功生产了空心钢锭，出于保密原因，我国没有现成技术资料可以借鉴。随着我国核电、石油化工和煤液化项目高速发展，所需大型空心锻件数目不断增长，供需矛盾日趋紧张。上世纪80年代中国第一重型机械股份公司就开始着手研究空心钢锭项目，曾取得了重大突破，用其制造的筒节已用于炼油加氢反应器。随着筒节的逐渐大型化，空心钢锭也向着大型化方向发展。如图1一所示，空心钢锭以往采用复合芯结构，此种复合芯结构由外层钢板2、中间层钢板4和内层钢板6构成，外层钢板2和中间层钢板4中间填充树脂砂3，鼓风冷却空气1由中间层钢板4和内层钢板6间的空气通道5流出进行冷却。此种方法制备了一定数量的空心钢锭，并已应用于国内某些厂家的加氢反应器上，但此种方法芯型结构制作复杂，工人劳动强度大，且装配复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种单套筒强制冷却制造大型空心钢锭的方法，单套筒与钢水接触处涂有Amercoat873AL银色涂料，与冷却气体接触面涂有Amercoat873AL黑色涂料，套筒内部焊有数个支承筋，并采用液氮、压缩空气和鼓风冷却相混合的方式进行强制冷却，所制造空心钢锭最终凝固位置位于钢锭中部，偏析带分布合理，套筒无变形，且空心钢锭凝固后，中间芯子能顺利取出，此种方法能解决各种吨位空心钢锭的浇注，而且由于冷却速度大，所制造空心钢锭的组织更加均匀且原始柱状晶粒更加细小。

一种单套筒强制冷却制造大型空心钢锭的方法，其特征在于所述方法采用如下步骤实施：

第一步：浇注前，打开鼓风机对浇注系统进行冷却，精炼包27水口对中中注管砖30，在精炼包水口和中注管砖之间的氩气保护罩中通入氩气保护；

第二步：打开精炼包水口开始浇注，当单层套筒9的温度大于等于850℃时，向混合气体冷却通道10内通液氮进行辅助强制冷却，当单层套筒（9）的温度低于850℃时，停止液氮辅助强制冷却；

第三步：浇注结束时，马上向钢中加入发热剂，再向钢中加入保温剂，仅用鼓风机鼓风冷却；

第四步：锭身凝固后撤销压缩空气和鼓风冷却，钢锭进行自然冷却，并用天车吊出芯子8；

第五步：当钢锭冒口处温度达到600~800℃时，用天车吊走保温帽，然后用专用夹具夹起钢锭放置运锭车上。

进一步地，所述步骤一中的氩气压力1.5~3.0kg/cm2，精炼包水口直径为40mm～60mm。

进一步地，所述步骤二中的浇注过程为：前两分钟浇注速度小于3.0t/min，第三分钟至钢锭锭身浇满期间浇注速度为3.0~3.5t/min，钢锭的帽口部分的浇注速度为2.0~2.5t/min。

进一步地，所述鼓风机冷却强度在前3小时为35000－40000m³/h，从第4小时以后为15000－30000m³/h。

进一步地，所述步骤三中向每吨钢中加入1.0~1.4Kg发热剂，向每吨钢中加入0.8~1.2Kg保温剂。

本发明的有益效果是：空心钢锭较实心钢锭锻造时减少镦粗、冲孔工序，提高了锻造效率；采用单层套筒冷却，使芯型结构变得简单，附具装配时间减少；采用液氮、压缩空气和鼓风混合气体冷却，冷却强度大，所制造空心钢锭偏析小，组织致密；内、外同时冷却使钢锭脱模热送时间较实心钢锭缩短2／3；空心钢锭较实心钢锭浇注减少了钢水的用量，既缩短冶炼周期又降低电耗，极大的降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术的复合芯型结构主视图；

图2（a）是本发明单层套筒芯型主视图；

图2（b）为本发明单层套筒芯型俯视图；

图3为下底盘俯视图；

图4为下底盘及汤道系统俯视图；

图5是单层套筒冷却浇注空心钢锭过程示意图；