[发明专利]一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法

说明书

本发明公开了一种Fe‑Ni‑Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法，包括铸型支撑架，铸型支撑架上设置有保温炉，保温炉上对应合金熔体进口的外侧设置有感应加热保温机构，保温炉上设置有氮化硼铸型机构，氮化硼铸型机构的上端设置有石墨冷却机构，石墨冷却机构的外侧设置有水冷铜套，保温炉内的Fe‑Ni‑Cr高温合金熔体通过氮化硼铸型机构连铸加工成Fe‑Ni‑Cr高温合金管材，本发明采用定向凝固，无需芯材，装置简单且无焊缝，晶界较少，具有很高的耐腐蚀性能，极大的降低了管材连铸过程中存在的管材断裂、充型不足、管材成形不稳定和芯材断裂等风险，对连续铸造管材产品的效率提升和质量改进，具有非常重要的意义。

技术领域

本发明属于合金管材加工技术领域，具体涉及一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法。

背景技术

Fe-Ni-Cr合金是一种时效强化型高强度高温耐蚀合金，在油气、化工、海洋等工程领域有着广泛的应用，由于Fe-Ni-Cr高温耐蚀合金管材合金成分复杂，难加工变形、偏析严重、生产流程长等问题，导致质量优异的高温合金管材难以批量生产，具有较低效益，生产具有特殊性能特殊长度的管材更是在质量上难以保障，技术人员难以整体控制管材的综合性能调控。

目前传统高温合金无缝管材主要还是采用“离心铸造管坯-焊接拼合-多道次冷轧-退火”、“熔炼-均匀化退火-锻造开坯-热挤压-多道次冷轧-中间退火”和“熔炼-均匀化退火-铸锭开坯-穿孔-旋压-退火”的方式，但采取上述传统方法，连带设备较多，且易产生如下问题：1、采用离心铸造管-焊接的方式制备管坯，会造成成分分布不均匀，管材性能难以保证，不能够直接生产较长的高温合金管型材；2、高温合金冷成形困难，热挤压工艺参数难以调控；3、热穿孔的管坯易产生裂纹甚至发生破碎，而采用机械钻孔在坯料较长时难以保证同轴度，不仅穿孔质量参差不齐，而且生产效益较低。

并且生产高温合金管材的铸型设备大多不是一体式连铸设备，空心管材的连铸设备的结晶器内套材料为石墨，石墨易与Cr金属元素产生反应，不仅会破坏石墨结晶器，还会对铸件本身造成影响，因此目前的铸型设备很难满足高温合金连铸需求，无法应用于高温合金管材连铸成型，为此我们提出一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置及其连铸方法，采用定向凝固，无需芯材，装置简单且无焊缝，晶界较少，具有很高的耐腐蚀性能，极大的降低了管材连铸过程中存在的管材断裂、充型不足、管材成形不稳定和芯材断裂等风险，提高Fe-Ni-Cr系高温耐蚀合金管生产效率、质量和稳定性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置，包括铸型支撑架，所述铸型支撑架上设置有保温炉，所述保温炉上设置有合金熔体进口和合金管材牵引口，所述保温炉上对应所述合金熔体进口的外侧设置有感应加热保温机构，所述合金熔体进口通过浇筑炉向所述保温炉内填加Fe-Ni-Cr高温合金熔体；

所述保温炉上对应所述合金管材牵引口的内侧设置有氮化硼铸型机构，所述氮化硼铸型机构的上端设置有与所述铸型支撑架连接的石墨冷却机构，所述石墨冷却机构的外侧设置有水冷铜套，所述保温炉内的Fe-Ni-Cr高温合金熔体通过所述氮化硼铸型机构连铸加工成Fe-Ni-Cr高温合金管材，所述Fe-Ni-Cr高温合金管材通过所述石墨冷却机构和所述水冷铜套冷却，并通过牵引机构持续拉拔至指定长度，完成所述Fe-Ni-Cr高温合金管材的连铸加工。

优选的，所述保温炉上对应所述合金熔体进口的位置处设置有液位及温度检测机构。

优选的，所述氮化硼铸型机构为采用铜、氮化硼和石墨制作的复合铸型机构。

优选的，所述水冷铜套外接有冷却循环系统，所述水冷铜套内循环流通有冷却介质。

一种Fe-Ni-Cr高温合金管材铸型装置的连铸方法，包括如下步骤：