[发明专利]一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的方法

说明书

本发明提供了一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置，一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置，所述真空感应炉包括加料室，熔炼室，坩埚，溜槽，水冷铜锭模装置，锭模室，锭模小车，所述可以改善铸锭凝固质量的装置为水冷铜锭模装置或水冷铜锭模装置和氦气冷却导管的组合；所述水冷铜锭模装置通过快速水流功能将铸锭的热量带走，从而实现铸锭的快速冷却，改善铸锭凝固质量；所述氦气冷却导管通过向铸锭与锭模间的间隙处通入氦气，提高间隙处的传热，从而带走铸锭的热量，实现铸锭的快速冷却，改善铸锭凝固质量。

技术领域

本发明属于特种冶金领域，涉及一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的方法。

背景技术

真空感应熔炼是生产特殊钢、精密合金、高温合金、耐腐蚀合金的重要冶炼设备，是集机械、电子、真空等多种技术为一体的成套设备。其基本生产工艺是在高真空环境下，将坩埚中原材料通过感应加热熔化并进行精炼，然后再直接或间接倒入锭模中，冷却成形。

目前，真空感应炉锭模冷却方式主要为自然冷却。这种冷却方式存在着冷却速度小、凝固周期长等问题。钢液在锭模中凝固收缩，会在铸锭与锭模之间形成间隙，改变传热方式，由热传导变为热辐射，传热效率大大降低。另外，钢锭模本身传热效率慢，且随着钢锭模温度的增加，传热能力进一步恶化。

因此，使用自然冷却得到的铸锭，尤其是中大型铸锭，很容易产生中心偏析、中心疏松、缩孔以及伴生夹杂物聚集等问题。

工业生产中，只能采用低过热度浇铸，但为了避免水口堵塞，过热度不能太低，效果有效。

发明内容

为了解决以上相关问题，本发明提供了一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的方法，所述方法采用改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置生产直径Ф410mm的铸锭，所述真空感应炉包括加料室，熔炼室，坩埚，溜槽，水冷铜锭模装置，锭模室，锭模小车，所述可以改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置为水冷铜锭模装置或水冷铜锭模装置和氦气冷却导管的组合；所述水冷铜锭模装置通过快速水流功能将铸锭的热量带走，从而实现铸锭的快速冷却，改善铸锭凝固质量；所述氦气冷却导管通过向铸锭与锭模间的间隙处通入氦气，提高间隙处的传热，从而带走铸锭的热量，实现铸锭的快速冷却，改善铸锭凝固质量；

所述水冷铜锭模装置由内而外设有侧面冷却铜板、高速导向冷却铜管和水套；还包括底面冷却铜板、底座、上压扳、框架、进水腔、下腔体、密封装置、上腔体和定位装置；所述高速导向冷却铜管螺旋环绕在侧面冷却铜板上；所述侧面冷却铜板安装在框架内，并由上压扳压紧固定；所述底面冷却铜板安装在底座上；所述框架安装在底座上，底面冷却铜板嵌到侧面冷却铜板内；侧面冷却铜板和水套之间形成水缝，冷却水从进水腔进入，经过分流，分别进入水缝和高速导向冷却铜管，再由上腔体排出；下腔体和上腔体由密封装置隔开；

所述定位装置位于水套与侧面冷却铜板之间，所述定位装置用于将水套与框架定位，侧面冷却铜板与框架定位；所述定位装置可以使水套与侧面冷却铜板外侧之间形成均等的水缝，所述水缝包括底部冷却水缝和侧面冷却水缝；

所述侧面冷却铜板为一体管式结构，其截面为圆形，并带有锥度，便于脱锭；

所述方法包括如下步骤：

(1)真空感应炉熔炼即将完成前，锭模室内的锭模小车将水冷铜锭模装置送至浇铸位；

(2)水冷铜锭模装置通水冷却；通水压力：0.4~0.5MPa；

(3)熔炼完成后，坩埚翻转，开始浇铸；钢水倒入溜槽，由溜槽再注入锭模中；

(4)浇铸执行5min后，开始通氦气；氦气压力：0.3~0.4MPa；

(5)浇铸完成后，继续通氦气5min；

(6)待铸锭完全凝固后，停水，将锭模及铸锭移出锭模室。