[发明专利]提高钢锭质量与利用率的新型锭模

说明书

技术领域

本发明涉及金属的铸造工艺，尤其涉及一种提高钢锭质量与利用率的新型锭模。

背景技术

目前，钢锭铸造是钢材的冶金加工中必不可少的工艺之一，而钢锭铸造的评估标准即为钢锭的质量与钢锭利用率，因此，改善钢锭的质量并提高钢锭利用率相对于钢锭铸造是至关重要的。在现有的冶金技术中，采用水冷锭、空心锭与VC锭等办法，其均可在一定程度上实现上述目的，但由于工装、场地、工艺、成本等原因，上述铸造工艺的应用范围有限，尤其在规模生产的氩气保护浇铸锭方面，上述工艺很难得以大规模运用，同时，上述工艺多为对钢锭质量有较大提升，而在钢锭利用率方面进展较小。

在目前的冶金市场中，80％以上的钢锭仍然采用较传统的氩气保护浇铸方式，由于钢锭在铸造过程中存在缩孔等现象，需对其设置冒口以实现补缩，即在钢锭铸件缩孔区域，通过导入金属液使得缩孔消失。在钢锭铸件完成铸造后，则需切除冒口部位，以避免冒口部位产生的污染、夹渣等影响钢锭质量。对于轧制、锻造用钢锭，其完成清洁后的钢锭相较于毛坯，钢锭利用率通常为70％—85％，部分采用直接拔长工艺的锻件产品，其为提高利用率采取新的工艺，，钢锭利用率也只能在82％—88％之间；同时，为了提高钢锭利用率，大多数钢锭均采取减少钢锭冒容比的办法实现，即减少补缩钢水量，由于钢锭的凝固特性，其会造成钢锭产品靠近钢锭冒口部分报废的增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于钢锭铸造的锭模，其可有效提高钢锭在铸造过程中的质量与利用率。

为解决上述技术问题，本发明涉及一种提高钢锭质量与利用率的新型锭模，其包括有用于铸造钢锭的锭模本体，锭模本体中设置有冒口；所述锭模本体的外壁与内壁之间设置有，由锭模本体上端面延伸至其内部，且沿锭模本体侧端面延伸的绝热槽，其内部填充有绝热填充层；所述锭模本体中，冒口由主冒口，以及设置在主冒口下部的辅助冒口构成；所述主冒口与辅助冒口分别由不同的耐高温材料设置于锭模本体的内壁构成。

作为本发明的一种改进，所述绝热槽与锭模本体上端面的交汇位置设置有耐火砖，其安置于绝热槽内部；所述绝热填充层填充于耐火砖的下端面与绝热槽的底端面之间。采用上述设计，其通过设置在绝热槽上端面的耐火砖，使得绝热槽内的绝热填充物在铸造用金属的高温影响下可实现重复使用，从而使得铸造成本得以降低。

作为本发明的一种改进，所述锭模本体中，主冒口由设置在锭模本体内壁之上的绝热板构成；所述辅助冒口由设置在锭模本体内壁之上的隔热涂层构成；所述绝热板与锭模本体的上端部接触，所述隔热涂层与绝热板的下端部接触。绝热板的作用和目前传统使用的绝热板等同，即起到延长冒口钢水凝固时间，使得钢水尽可能多的补充到锭身中，辅助冒口的隔热涂层作用主要是，在保证钢水不粘模的同时，既能延长在辅助冒口钢液的凝固时间，又能保证在轧制和锻造时不影响钢材表面质量；采用上述设计，其可通过绝热板与隔热涂料的配合，使得钢锭的热量受其影响停留在锭模本体内部，从而使得锭模本体内的金属溶液可在锭模上部的冷却时间得以显著延长，进而使得钢锭在锭模本体上部的补缩时间亦有所延长，使得补缩效果亦能得到改善。

作为本发明的一种改进，所述绝热板由轻质绝热板构成，所述轻质绝热板由耐火棉、镁橄榄石与膨胀蛭石混合制成，镁橄榄石与膨胀蛭石可显著增加绝热板的强度，使其在钢锭铸造的过程中不会出现变形，或受到破坏。

作为本发明的一种改进，所述隔热涂层采用氧化锆与三氧化二铝中的一种或多种的混合物，其可起到良好的隔热效果，从而延长锭模内部钢水在相应区域内的冷却时间。

作为本发明的一种改进，所述锭模本体的侧端面中，设置有向锭模本体轴线方向延伸的锥形腰线；所述锥形腰线与锭模本体上端面之间的锭模厚度，大于锥形腰线与锭模本体下端面之间的锭模厚度；所述主冒口，以及辅助冒口均设置于锥形腰线与锭模本体上端面之间。采用上述设计，锭模本体上部区域的厚度大于下部区域，从而使得位于该区域内部的绝热槽的容积亦可随之增大；采用较大容积的绝热槽，其可进一步确保绝热填充物对钢锭本体内部的保温与隔热效果，从而使得锭模本体内的金属溶液的冷却时间得以进一步的延长。

作为本发明的一种改进，所述锭模本体中包含有镍、铬与钼，所述镍、铬与钼在锭模本体中的重量百分比分别为镍铁0.5％—0.8％、铬0.8％—1.5％与钼0.15％—0.35％。采用上述设计，其可通过在锭模本体中添加镍、铬、钼等元素，使得锭模本体的耐热性能得到显著改善；此外，其采用镍铁进行镍的添加，由于相同重量的镍铁成本小于铸造生铁，故而其在改善锭模性能的同时，亦可实现生产成本的控制。