[发明专利]一种适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法

说明书

本发明属于热加工领域，具体为一种适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，通过数值模拟方法，提出超高温热送及加热工艺设计方案为：当冒口底部凝固壳层厚度达到冒口底部直径的1/4时天车起吊装车，然后将钢锭带帽带模运送到锻造车间。当锭身全凝时即冒口底部凝固壳层厚度达到冒口底部直径的一半时，将钢锭摘帽脱模，装入均热炉。以钢锭脱模时的温度场为初始温度场并结合实际工况进行加热计算，以钢锭内外温度差小于50℃作为判定钢锭加热均匀，可出炉锻造。本发明在不影响锭身质量的前提下，可将钢锭带模超高温热送，实现冒口带液芯钢锭脱模，提高钢锭的装炉温度，可以充分利用钢锭余热，提高炉周转率和减少钢锭烧损，有效降低燃料消耗。

技术领域

本发明属于热加工领域，具体地说就是一种适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，适用于对于热应力不太敏感的钢种的超高温热送与锻造前的再加热过程。

背景技术

钢锭热送是将钢锭趁热送至锻造厂装入均热炉。热送可以充分利用钢锭余热，提高炉周转率和减少钢锭损耗，可有效降低燃料消耗。对于热应力不太敏感的钢种，则应尽可能对钢锭进行热送、热装以节约加热能耗。目前工厂中生产的钢锭均以镇静钢钢锭为主，一直以来均采用完全凝固态钢锭热送技术，即钢锭完全凝固后才脱冒口、脱模、运输。因此钢锭传搁时间偏长，钢锭在锻造厂装炉平均温度为600℃。由于锻造厂的均热炉有限，钢锭加热时间较长，加热炉的产能成为锻造厂的瓶颈，那么如何提高钢锭装炉时的温度，减少均热炉加热时间和降低能耗是钢锭热送热装工艺应用的关键。热送钢锭在脱模以后，大多都是从铸造厂直接运送到锻压厂进行锻前加热，目前模拟热送钢锭加热过程均假设钢锭的初始温度是均匀的，显然这种假设与实际不符，因为钢锭在经过浇注、凝固、冷却、脱模、运送等一系列过程后，从内到外的温度场必然是不均匀的(图1)，简单的假设均匀的初始温度场，必然会带来较大的计算误差。

随着现代凝固理论和计算机模拟技术的发展，国际上开发出很多模拟软件(如：PROCAST、THERCAST等)来模拟金属在凝固过程的温度场，液相分数等情况，通过设置传热等边界条件，这些软件能够对钢锭凝固过程中各个外场对其凝固的影响进行准确模拟。而采用相同的程序接口可以将上一个软件计算的结果作为下一个软件计算的初始条件，更加接近于实际模拟情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，尤其解决由于热送钢锭装炉时温度低，钢锭加热时间长，能耗高的问题。在不影响锭身质量的前提下，可将钢锭带模超高温热送，实现冒口带液芯钢锭脱模，提高钢锭的装炉温度，可以充分利用钢锭余热，提高炉周转率和减少钢锭烧损，有效降低燃料消耗。

本发明的技术方案是：

一种适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，包括如下设计过程：

(1)当冒口底部凝固壳层厚度达到冒口底部直径的1/4时天车起吊装车，然后将钢锭带保温帽、带钢锭模运送到锻造车间；

(2)当锭身全凝时，即冒口底部凝固壳层厚度达到冒口底部直径的一半时，将钢锭摘保温帽脱钢锭模，装入均热炉；

(3)以钢锭脱模时的温度场为初始温度场并结合实际工况进行加热计算，以钢锭内外温度差小于50℃作为判定钢锭加热均匀，出炉锻造。

所述的适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，在设计过程(1)、(2)中，天车起吊装车的时间节点，由计算机模拟软件THERCAST确定。

所述的适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，在设计过程(3)中，锭身全凝的时间节点，由计算机模拟软件FORGE确定。

所述的适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，在设计过程(1)中，天车吊起的过程中要求平稳，以保证吊起不发生漏钢现象。

所述的适用于钢锭超高温热送及加热工艺设计方法，在设计过程(2)中，钢锭摘保温帽脱钢锭模过程中操作平稳，尽量防止冒口漏钢并注意现场安全。