[发明专利]一种孪生连体半水冷钢锭模及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体地说，涉及一种孪生连体半水冷钢锭模及其生产方法。

背景技术

目前生产模铸钢锭大都摒弃了传统的铸铁钢锭模，采用了水冷铜板钢锭模。采用水冷铜板钢锭模的同时采用冒口保温和覆盖保温材料或发热材料的方法实现钢水的定向凝固，从而提高了铸锭的质量，减少了偏析，缩松和缩孔。

尽管目前采用的最先进钢锭生产技术提高了钢锭的质量，但是水冷铜板钢锭模生产出来的钢锭仍然不能满足使用要求。在生产特厚钢板和一些军工产品时，随着钢锭的单重和厚度增加，钢锭中心偏析严重，缩松，缩孔仍然存在，这就造成生产出来的钢材在厚度方向性能不均，产品心部的质量差，很多产品探伤均不合格，因此大大制约了特厚板的生产，尤其是超级特厚板的生产。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种孪生连体半水冷钢锭模及其生产方法，打破常规钢锭模的造型理念，利用孪生连体半水冷钢锭模的新型模具进行特厚孪生钢锭生产，使特厚孪生钢锭上的严重偏析、缩松和缩孔在开坯之前就可被清理干净，可彻底解决钢锭中的严重偏析，缩松和缩孔问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案：

一种孪生连体半水冷钢锭模，包括底座、外框架和浇铸漏斗，所述的孪生连体半水冷钢锭模还包括两个相同的水冷铜板钢锭模、浇铸连接区和矩形水冷铜板平台，其中，孪生连体半水冷钢锭模整体为工字型结构，工字型的两端为两个相同的水冷铜板钢锭模，通过浇铸连接区相连接，浇铸连接区为铸铁材质，水冷铜板钢锭模设置在矩形水冷铜板平台上，矩形水冷铜板平台和水冷铜板钢锭模设置在外框架内，外框架和浇铸漏斗设置在底座上，浇铸漏斗与浇铸连接区相通。

进一步，所述的水冷铜板钢锭模的固定水冷铜板、活动水冷铜板内的水管布置全部采用垂直底座方向布置，水流方向为自下而上，为钢锭整体实现定向凝固提供纵向的温度梯度。

进一步，所述的水冷铜板钢锭模包括固定水冷铜板、活动水冷铜板、滑道、活动抽板和进给机构，进给机构固定在外框架的内壁上，由液压机和液压伸缩轴组成，液压伸缩轴与活动水冷铜板相连，靠近活动水冷铜板一侧的固定水冷铜板内壁上由内向外依次设有活动抽板和滑道，活动水冷铜板通过滑道与固定水冷铜板相连，活动抽板与固定水冷铜板内壁紧密抽合连接，构成同一平面的整体板材，活动水冷铜板与固定水冷铜板围成封闭结构。

进一步，所述的进给机构的液压伸缩轴与活动水冷铜板相接处设有压力传感装置。

进一步，所述的孪生连体半水冷钢锭模上设有保温盖，保温盖上设有保温冒口，保温冒口的位置和浇铸连接区对应。

采用以上权利要求中记载的孪生连体半水冷钢锭模进行生产的方法，由以下步骤组成：

步骤 1 ：浇铸

钢液通过浇铸漏斗采用下注式的方式流向浇铸连接区，实现孪生连体半水冷钢锭模内钢液的浇铸，浇铸连接区采用铸铁材质，浇铸过程中浇铸连接区采用自然冷却的方式；

步骤 2 ：冷却、凝固：

在冷却过程中，向水冷铜板钢锭模底部的矩形水冷铜板平台内高压注水，实现钢锭底部的快速降温，同时向水冷铜板钢锭模的水冷铜板的水管内高压注水，且水流方向为自下而上，为钢锭整体实现定向凝固提供纵向的温度梯度，使钢模实现自下而上的凝固；浇铸连接区采用自然冷却的方式进行冷却；两处区域采用不同的冷却方式，冷却温度不同，从而实现“半水冷”冷却模式，使浇铸连接区的冷却凝固晚于水冷铜板钢锭模内钢模的冷却凝固，将最后凝固的中心控制在浇铸连接区；使缩孔、缩松和严重偏析留在工字型钢锭的连接部位。

步骤 3：切割、加工：

将冷却、凝固好的制工字型钢锭通过焊枪进行火焰切割，将连接部分切割掉，变成两个完整的钢锭，即完成钢锭的制备。

作为优选，在步骤 2的冷却过程中，对孪生连体半水冷钢锭模覆上保温盖，保温盖上设有保温冒口，利用冒口保温及保温材料覆盖技术，为钢锭整体实现定向凝固提供温度梯度。

作为优选，在步骤 2的凝固后期的过程中，利用水冷铜板钢锭模的活动水冷铜板上的进给机构，在凝固后期使活动水冷铜板垂直于钢锭做进给运动，对钢锭进行轻压下，减小钢锭与钢锭模之间的气隙，进一步提高钢模质量。

本发明的有益效果：