[发明专利]底注式浇注钢锭的凝固方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢锭制造与冶金工程领域，尤其是一种底注式浇注钢锭的凝固方法，用于改善钢锭凝固过程中的元素偏析程度。

背景技术

大型锻造用钢锭的内部缺陷主要有偏析、夹渣物、缩孔和疏松等，这些缺陷的形成与冶炼、浇注和凝固过程密切相关；在大型锻造用钢锭凝固过程中，由于逐层凝固收缩，钢锭的中心轴线部位最后凝固，导致在钢锭轴线部位产生缩孔疏松，由于连铸过程中的选分结晶，中心位置后凝固，故中心区的碳、磷、硫、锰等元素含量高。

通常，钢锭中心偏析不足以影响终极产品的质量，是答应存在的；但在某些钢种如含碳量较高的硬线、钢帘线钢种及对碳、硫、锰偏析敏感的抗氢致开裂管线钢种等的情况下，中心偏析则会影响终极产品的质量和加工性能，是一种典型的钢锭内部缺陷。随着钢锭钢种档次的不断进步，钢锭中心偏析的题目也日益突出。

目前采用底注方式生产的钢锭中，由于底注钢锭生产方式限制，底注式浇注钢锭结束后在自然状况下凝固、冷却、脱模，在凝固过程中容易出现元素偏析，凝固质量也较差，尤其是大型高材质钢锭偏析严重，易造成废品。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种底注式浇注钢锭的凝固方法，通过向钢锭吹风加快凝固速度，从而改善钢锭凝固过程中的元素偏析程度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

底注式浇注钢锭的凝固方法，包括采用通风机向钢锭吹风加速其冷却的过程，其特征在于：通过改变通风机与钢锭外壁的距离和改变通风机转速而调节钢锭的冷却速度，根据公式T=λ*D²*L/V/60使钢锭的凝固时间达到最短；

式中：T表示钢锭的凝固时间，单位h；

D表示钢锭的平均直径，单位cm；

L表示通风机距钢锭外壁的距离，单位cm；

V表示通风机转速，单位r/min；

其中λ的取值范围在0.1～0.7之间。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述通风机与钢锭外壁的距离L的取值范围在0.5～2m之间，并通过移动通风机进行调整。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述通风机转速V的取值范围在1500～3000r/min之间，并通过变频器进行调整。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述钢锭的平均直径D在1～2.2m之间。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述通风机不少于三个并均匀布置在钢锭周围采用切圆方式对钢锭进行吹风。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明通过调整对钢锭吹风冷却的距离以及通风机的转速控制钢锭的凝固速度，使钢锭加快凝固，有效解决钢锭中元素偏析问题，提高钢锭凝固质量。

本发明根据钢锭直径的不同设置通风机与钢锭的垂直距离保持在0.5～2m同时根据钢锭直径的不同设置通风机转速在1500～3000r/min，用于使钢锭的冷却速度达到最快；进一步改进通风机最少设置三个用于对钢锭的切圆吹风布置，使钢锭周围的冷却风保持旋转增加钢锭周围冷却风的旋转动能从而加快冷却速度。

本发明对钢锭的通风冷却凝固方式是原来自然冷却凝固方法时间的1/4，不仅加快了钢锭凝固时间，改善了钢锭凝固过程中的元素偏析程度，而且大大提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明俯视结构示意图；

图2是进一步改进的本发明俯视结构示意图；

图3是更进一步改进本发明的俯视结构示意图；

其中：1、钢锭，2、通风机。

具体实施方式

底注式浇注钢锭的凝固方法，包括采用通风机向钢锭1吹风加速其冷却的过程，并通过改变通风机2与钢锭1外壁的距离改变冷却风对钢锭1的接触面积而调节钢锭1的冷却速度，或者同时通过改变通风机2的转速改变钢锭1周围冷却风的流量而调节钢锭1的冷却速度，并根据公式T=λ*D*L²/V/60使钢锭1的凝固时间达到最短；

式中：T表示钢锭的凝固时间，单位h；

D表示钢锭的平均直径，单位cm；

L表示通风机距钢锭外壁的距离，单位cm；

V表示通风机转速，单位r/min；

其中λ的取值范围在0.1～0.7之间。