[发明专利]一种制备复合钢锭的方法

说明书

本发明提供了一种制备复合钢锭的方法，包括如下步骤：在芯棒表面包裹耐高温材料；对表面包裹耐高温材料的所述芯棒进行预热；用芯棒打磨装置去除所述芯棒表面的耐高温材料，并在真空或惰性气体氛围下，将达到浇铸状态的钢液浇铸到所述芯棒表面，得到复合钢锭。本发明提高的制备复合钢锭的方法，采用固态芯棒作为待复合的钢芯，能消除钢锭的心部疏松、气孔和夹杂物等缺陷，将达到浇铸状态的钢液浇铸到固态芯棒的表面，能增加凝固速度，也减少了液态钢液的收缩，有利于得到内部质量更好的大型钢锭；且用耐高温材料包裹芯棒，能避免在预热过程中芯棒外表面被空气氧化，有利于钢液与芯棒表面之间的相互融合，从而确保了复合钢锭的界面质量。

技术领域

本发明涉及冶金及铸造技术领域，具体而言，涉及一种制备复合钢锭的方法。

背景技术

随着电力、石化、冶金等领域装备大型化、复杂化的发展，对大型铸锻件行业提出了更高的要求，对大型钢锭的需求越来越多。大型铸锻件用大型钢锭的制备是非常必要而且重要的，钢锭的质量水平在一定程度上将决定铸锻件的最终质量，而且今后重大技术装备的发展还会催生出规格更大、工艺更复杂、技术含量更高的大型铸锻件。

铸锻件属于高合金易偏析材料，模铸制备钢锭时，随着钢锭直径的增大，钢锭存在元素偏析、疏松缩孔、非金属夹杂物增多的问题，导致钢锭的合格率大幅度下降，很难生产出高质量的钢锭，同时也给后续锻造和热处理带来了质量隐患。然而，到目前为止，这一问题在高合金钢锭的制备，尤其是大型钢锭的制备中一直以来都没有很好地解决。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中随着钢锭直径的增大，钢锭元素偏析、疏松多孔，影响钢锭质量的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种制备复合钢锭的方法，包括如下步骤：

在芯棒表面包裹耐高温材料；

对表面包裹耐高温材料的所述芯棒进行预热；

用芯棒打磨装置去除所述芯棒表面的耐高温材料，并在真空或惰性气体氛围下，将达到浇铸状态的钢液浇铸到所述芯棒表面，得到复合钢锭。

优选地，所述复合钢锭中浇铸的钢液层的厚度与所述芯棒的半径的比值为0.1-2。

优选地，所述芯棒打磨装置包括：壳体组件、打磨组件和储气组件，其中，

所述壳体组件包括壳体和盖体，所述壳体包括内壳体和外壳体，所述内壳体和所述外壳体之间设有保温材料，所述壳体的侧面开设有与所述盖体相匹配的开口，所述壳体的底部设有进气孔，所述进气孔与所述内壳体内部相连通；

所述打磨组件设置在所述壳体的内部，所述打磨组件包括固定杆和打磨架，所述固定杆适于固定所述芯棒，所述打磨架设置在所述芯棒的外表面，且所述打磨架适于与所述芯棒相对转动，以对所述芯棒的外表面进行打磨；

所述储气组件设置在所述壳体的外部，所述储气组件包括储气罐和输气管，所述储气罐中储存惰性气体，所述输气管一端与所述储气罐连接，所述输气管另一端与所述进气孔相连通。

优选地，所述打磨架包括支架和打磨刷，所述支架的截面形状呈C型，所述打磨刷设置在所述支架的内壁上，所述支架的两端分别与所述固定杆转动连接。

优选地，所述固定杆有两个，两个所述固定杆分别设置于所述芯棒两端。

优选地，所述打磨架适于与所述芯棒相对转动包括：所述芯棒固定，所述打磨架在外部驱动力的作用下围绕所述芯棒转动，或，所述打磨架固定，所述芯棒在外部驱动力的作用下转动。

优选地，所述用芯棒打磨装置去除所述芯棒表面的耐高温材料之后，并在所述将达到浇铸状态的钢液浇铸到所述芯棒表面之前，还包括：用芯棒转移装置将所述芯棒转移至钢锭模的中心位置。

优选地，所述芯棒转移装置包括夹持手柄和气体保护圈，其中，