[发明专利]微缺陷高利用率优质模铸钢锭的制备方法和模具

摘要

本发明涉及模铸钢锭制备领域，具体是一种微缺陷高利用率优质钢锭的制备方法和模具，应用于真空和非真空条件下碳钢、合金钢以及有色金属的制备，对各种材料的钢锭内部的缩孔疏松、偏析、沉积锥等缺陷均有抑制作用。采用上小下大模具设计，采用振动装置进行微区触发形核细化晶粒，采用等离子埋弧加热对冒口进行加热，采用高温脱模工艺，采用保温材料对脱模后钢锭进行保温，降低钢锭、中心的热应力，采用钢锭自补缩机制消除钢锭内部的缩孔疏松缺陷。本发明有效解决钢锭内部缩孔疏松缺陷问题，减少冒口尺寸，大大提高钢锭利用率及生产效率。

主权项

一种微缺陷高利用率优质模铸钢锭的制备方法，其特征在于：对于模铸钢锭采用上小下大模具设计，采用振动装置进行微区触发形核细化晶粒，采用等离子埋弧加热对冒口进行加热，采用高温脱模工艺，采用保温材料对脱模后钢锭进行保温，降低钢锭中心的热应力，采用钢锭径向补缩机制消除钢锭内部的缩孔疏松缺陷；其中，（1）钢锭设计钢锭锭身和冒口模具均采用上小下大的锥形结构，钢锭的高径比为1.5‑5；（2）微区触发形核技术在钢锭浇注后，在钢锭的顶部，使用振动装置进行微区触发形核操作，利用耐火材料对金属液进行振荡，增加金属液的形核密度；（3）等离子埋弧加热技术在实施振动微区触发形核操作之后，采用等离子埋弧加热技术，对钢锭金属液进行加热，增强钢锭冒口保温能力，有利于提高金属液的凝固补缩，减少钢锭的冒口尺寸，提高利用率；（4）钢锭高温脱模保温及径向补缩技术钢锭高温脱模，采用保温材料对脱模后钢锭进行保温，降低钢锭中心的热应力；利用钢锭凝固过程中高温壳层收缩，减轻或消除中心缩孔疏松；脱模需要凝固壳厚度为60‑150mm，钢锭壳温为900‑1200℃；在后续凝固过程中保温，提高壳层收缩能力。