[发明专利]一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法

说明书

本发明公开了一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法，能够在取消铸铁锭模的情况下制备出各种吨位的大型合金钢锭。该方法的步骤包括：选取质量合格的连铸板坯、轧制板坯或锻造板坯制作钢锭模；选取质量合格的连铸坯、轧制坯、锻造坯或已经浇铸出来的小钢锭做待复合的钢芯；钢锭模与钢芯的组装及密封；预热钢芯和钢锭模；浇铸复合；复合钢锭冷却。本发明采用常规的轧制板坯、锻造板坯或连铸板坯焊接制作钢锭模，并与待浇铸的金属熔体复合在一起形成复合钢锭，可以提高钢锭的表面质量；采用连铸坯、轧制坯、锻造坯或已经浇铸出来的小钢锭做待复合的钢芯，可以彻底消除钢锭的心部疏松、气孔和夹杂物等缺陷，进一步提高钢锭的心部质量。

技术领域

本发明涉及一种合金钢锭的制备方法，属于金属材料复合浇铸领域，特别是一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法。

背景技术

目前，大型钢锭的生产方法仍然以普通的模铸和电渣重熔为主。采用普通模铸方法生产大型钢锭时，需要将钢液浇注到铸铁锭模内进行冷却凝固成型，消耗了大量的铸铁锭模，提高了生产成本。此外，普通模铸钢锭时，随着锭型的增大，模内钢液凝固速度减慢，由此带来一系列的质量问题，例如，各种偏析加剧、疏松及缩孔增加、非金属夹杂物增多、柱状晶更发达、等轴晶更粗大，由此也导致钢锭的成材率大幅度下降。为了提高大型钢锭的内部质量，人们开发出电渣重熔方法，采用电渣重熔方法生产的大型钢锭纯净度高、成分均匀、组织致密、成材率高，但与传统的模铸相比，电渣重熔铸钢锭的电能消耗高，电极熔化速度慢，导致生产效率下降，生产成本大大提高，如果渣系中含有氟化钙还会导致氟的大气污染。专利文献CN101927336公开了一种大型特厚板坯及其生产方法，该方法以连铸坯为结晶器，将钢水直接浇注到不断向下移动的以连铸坯和薄带钢组成的结晶器内，凝固后形成复合板坯，该方法虽然可以制作大型超厚板坯，但操作难度极大，板坯之间以及板坯与薄带之间很难严格密封，密封不住可能导致漏钢的危险，此外，当板坯被预热到600℃时，板坯表面已经发生氧化，这会导致板坯与浇铸的钢液之间很难实现冶金结合，最终导致复合失败。专利文献CN101406937和CN101279359公开了一种在铸模中心加装低温芯棒生产低偏析大型空心钢锭的制造方法，此类方法的特点是：在浇铸钢水前，在钢锭型腔中预先布置一圈或几圈低温钢棒，这样可以增加钢锭内部的形核质点、加速钢锭冷却、提高大型钢锭的冷却凝固速度，对大型钢锭的偏析具有明显的抑制作用，因而能够获得成分比较均匀、组织细小的低偏析大型钢锭。但该方法布料比较繁琐，且棒料不易固定，棒料与锭重比例需要控制在0.8％-3％范围。

发明内容

本发明提供了一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法，能够在取消铸铁锭模的情况下制备出各种吨位的大型合金钢锭。

一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法，该方法包括以下步骤：

a.制作钢锭模：选取质量合格的连铸板坯、轧制板坯或锻造板坯，将板坯表面清洗、除油、烘干，按照常规的铸铁锭模的形状、或按照矩形形状、或按照多边形形状、或按照圆形形状将所述板坯组合，板坯相互对接的边缘采用焊接方式连接，制成能够盛装钢水的钢锭模，并在钢锭模的顶部上沿打出至少四个螺孔，或至少焊接四个耳子，耳子上打出螺孔，采用下注式浇钢时，在钢锭模的底部加工出至少一个流钢孔，然后利用机械方法或化学方法去除所述钢锭模内表面的氧化铁皮；

b.选取钢芯：选取质量合格的连铸坯、轧制坯、锻造坯或已经浇铸出来的小钢锭做待复合的钢芯，利用机械方法或化学方法去除所述钢芯表面的氧化铁皮，在每块钢芯的底部至少焊接三块垫铁；