[实用新型]一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置

说明书

本实用新型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

本实用新型属于特种冶金领域，涉及一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置。

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。

实用新型内容

为了解决以上相关问题，本实用新型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。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，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。

铸锭和锭模内壁间隙的传热形式为辐射传热，熔池与锭模直接接触的部位仅在熔池半月面下部的窄带处。通过向间隙处通入高热传导能力的气体可以显著提高间隙处的传热。熔池与锭模接触部位的液态金属事实上起到一个液封的作用，从而阻氦气的渗漏，并允许在间隙部位建立起一定的冷却气体压力。间隙处的传热能力取决于气体的导热系数、气体的压力和流量，以及间隙的宽度。在7000Pa以下的压力条件下，气体的传热效率强烈受压力影响。在稍低一点的压力条件下，二者更是呈线性关系。因此热量传输率正比于压力和温差。温差就是气体带走的热量。

本实用新型采用水冷铜锭模装置和氦气冷却导管，高速导向水管可快速通水和氦气充气管可充氦气，通水可快速带走热量，充氦气可提高传热能力，均可实现铸锭的快速冷却，改善凝固质量。

附图说明