[发明专利]降低铸造金属内部过热度的方法

说明书

本发明公开了一种降低铸造金属内部过热度的方法，利用熔盐冷却剂在铸锭中心熔化时吸收金属液的热量，直接在大铸锭中心冷却来降低过热度,进而消除偏析和缩孔缺陷的方法和装置，通过在浇注后向铸锭中心放入熔盐冷却剂，熔盐冷却剂熔化时吸收周围金属液的热量，从而降低铸锭中心温度，抑制中心偏析的形成；同时熔化后上浮的熔盐起到保护渣隔热的作用，并且在随后的降温过程中结晶释放结晶潜热，起到发热冒口作用，从而利于金属液补缩，减少铸锭中心缩孔。本发明方法工艺简便，便于大规模工业化生产应用。

技术领域

本发明涉及一种金属铸造工艺，特别是涉及一种金属内部过热度的控制方法，应用于金属凝固组织控制和大铸锭铸造技术领域。

背景技术

在钢和有色金属材料生产中，约有70％的废品是与铸件中存在的缺陷有关。铸锭，尤其是大铸锭的主要缺陷有偏析、缩孔和非金属夹杂物等。偏析，即化学成分不均匀，分为微观偏析和宏观偏析。微观偏析容易造成电化学性能不均匀，增大铸锭热裂倾向；宏观偏析使加工产品的组织和性能很不均匀，导致铸锭的加工性能和成品率低。在铸锭中部、头部等地方，常常有一些宏观的缩孔和微观缩松。缩孔或缩松都会减小铸锭有效受力面积，并在缩孔和缩松处产生应力集中，因而显著降低铸锭的力学性能。所以，减少偏析和中心缩孔成为了大铸锭铸造中一直追求但难以实现的目标。

偏析和缩孔等缺陷的产生与金属液的过热度有直接关系。过热度高则易于产生缺陷。而在粗大铸件中，热量难以从铸模壁导出，过热度难以快速消除，从而造成铸件的各类缺陷。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种降低铸造金属内部过热度的方法，利用熔盐冷却剂在铸锭中心熔化时吸收金属液的热量，从而降低过热度，缩小铸锭中心和铸锭边缘的温度差距，减少偏析。另外，熔化后的熔盐上浮至铸锭表面形成保护渣，减少铸锭表面热量的散失，随后降温导致熔盐凝固结晶，释放大量的结晶潜热，保证补缩，改善铸锭中心缩孔。本发明方法工艺简便，便于大规模工业化生产应用。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下发明构思：

本发明利用熔盐冷却剂熔化吸收铸锭中心金属液热量，减少其过热，进而减轻偏析和中心缩孔，本发明采用一种熔盐冷却剂，其具有较高的结晶潜热和合适的结晶温度；通过控制熔盐冷却剂熔化过程，吸收金属液的热量，从而降低铸锭中心温度，抑制中心偏析的形成；同时上浮的熔盐在随后的降温过程中结晶释放结晶潜热，形成发热冒口，从而利于金属液补缩，减少铸锭中心缩孔。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种降低铸造金属内部过热度的方法，采用熔盐冷却剂，所述熔盐冷却剂具有结晶相变潜热为500～1500kJ/kg，所述熔盐冷却剂的结晶温度为800～1600℃，熔盐冷却剂的密度低于金属液密度；

在金属液浇铸过程中的熔盐冷却剂的加入时机如下：选择在金属液浇注后向铸锭中心放入熔盐冷却剂，或者选择在金属液浇注前放入铸锭模内再进行金属液浇铸，或者选择在金属液浇注过程中撒在金属液液表面；

加入熔金属液中的盐冷却剂在熔化时吸收周围金属液的热量，从而降低铸锭中心温度，加快中心冷却，减小与铸锭边缘冷却速度的差距，从而在金属凝固过程中降低铸造金属内部过热度，促进形核，细化晶粒，消除凝固组织缺陷；

当熔盐冷却剂熔化后上浮覆盖金属液表面后，形成金属液的保护渣进行隔热保温，在随后的金属液凝固降温过程中，熔融的熔盐冷却剂在随后降温结晶的过程中释放出结晶潜热，在金属铸锭上部形成发热冒口，对金属铸锭进行中心补缩。

作为本发明的一种优选的技术方案，在金属液浇注后向铸锭中心放入熔盐冷却剂时，将熔盐冷却剂制成棒状的熔盐冷却棒，在金属液浇注到钢锭模内后，在浇注后的金属液中心部位插入熔盐冷却棒，使熔盐冷却棒在钢锭模内的金属液中心部位熔化。