[发明专利]一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法

摘要

本发明公开了一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法，能够在取消铸铁锭模的情况下制备出各种吨位的大型合金钢锭。该方法的步骤包括：选取质量合格的连铸板坯、轧制板坯或锻造板坯制作钢锭模；选取质量合格的连铸坯、轧制坯、锻造坯或已经浇铸出来的小钢锭做待复合的钢芯；钢锭模与钢芯的组装及密封；预热钢芯和钢锭模；浇铸复合；复合钢锭冷却。本发明采用常规的轧制板坯、锻造板坯或连铸板坯焊接制作钢锭模，并与待浇铸的金属熔体复合在一起形成复合钢锭，可以提高钢锭的表面质量；采用连铸坯、轧制坯、锻造坯或已经浇铸出来的小钢锭做待复合的钢芯，可以彻底消除钢锭的心部疏松、气孔和夹杂物等缺陷，进一步提高钢锭的心部质量。

主权项

1.一种模芯一体化复合浇铸大型合金钢锭的方法，其特征是该方法包括以下步骤：a.制作钢锭模：选取质量合格的连铸板坯、轧制板坯或锻造板坯，将板坯表面清洗、除油、烘干，按照多边形形状或按照圆形形状将所述板坯组合，板坯相互对接的边缘采用焊接方式连接，制成能够盛装钢水的钢锭模，并在钢锭模的顶部上沿打出至少四个螺孔，或至少焊接四个耳子，耳子上打出螺孔，然后利用机械方法或化学方法去除所述钢锭模内表面的氧化铁皮；b.选取钢芯：选取质量合格的连铸坯、轧制坯、锻造坯或已经浇铸出来的小钢锭做待复合的钢芯，利用机械方法或化学方法去除所述钢芯表面的氧化铁皮，在每块钢芯的底部至少焊接三块垫铁；c.钢锭模与钢芯的组装及密封：将所述的钢芯吊放到所述钢锭模的内部，将常规方法制作的铁帽口安放在所述钢锭模的顶部，所述铁帽口的下沿与钢锭模的上沿对齐，在铁帽口下沿与钢锭模上沿之间加耐火纤维密封垫，然后用紧固螺栓将铁帽口与钢锭模锁紧；在铁帽口的内壁插入常规的绝热板，在铁帽口的上部设置密封盖板，在密封盖板与铁帽口的上沿之间加耐火纤维密封垫，然后采用紧固螺栓锁紧；在密封盖板的顶部预先设置进排气管道，在进排气管道上设置真空抽气阀门和惰性气体阀门；采用上注式浇钢工艺，在密封盖板的顶部预先设置浇注通道，在浇注通道顶部加装密封阀体，密封阀体与浇注通道之间采用螺栓连接，密封阀体内设置密封阀板，密封阀板一半为金属板，另一半装设环形耐火砖，在浇注通道内部安放浇口砖；d.预热钢芯和钢锭模：旋转密封阀杆，推动密封阀板，使密封阀板金属板的部分封住浇注通道，关闭进排气管道上的惰性气体阀门，打开真空抽气阀门，利用真空抽气装置通过进排气管道将密封在钢锭模内部的空气抽出，然后关闭进排气管道上的真空抽气阀门，打开进排气管道上的惰性气体阀门，向钢锭模内部充入惰性气体，然后再次关闭惰性气体阀门，打开真空抽气阀门，利用真空抽气装置通过进排气管道将密封在钢锭模内部的惰性气体抽出，当真空度小于20Pa时，对钢锭模及模内的钢芯进行预热，预热温度达到100℃‑1250℃时停止加热；或当真空度达到20Pa时关闭真空抽气阀门，打开惰性气体阀门，再次向钢锭模内部充入惰性气体，当钢锭模内的惰性气体的压力大于模外大气压力时，再对钢锭模及模内的钢芯进行预热，预热温度达到100℃‑1250℃时停止加热；e.浇铸复合：关闭真空抽气阀门，打开惰性气体阀门，向钢锭模内连续充入大量的惰性气体，然后旋转密封阀杆，拉动密封阀板，使密封阀板的环形耐火砖对准浇注通道，再打开钢包下部的滑动水口，将预先熔炼好的待复合的钢水浇注到所述的钢锭模内部，直到钢水完全淹没钢芯，并充满钢锭模内部，抵达铁帽口的液相线位置，形成复合钢锭；采用上注式浇钢工艺或在惰性气体保护状态下进行浇钢，或在真空状态下浇钢；在真空状态下浇钢时，关闭进排气管道上的惰性气体阀门，打开真空抽气阀门，利用真空抽气装置通过进排气管道重新将密封在钢锭模内部的惰性气体抽出，当真空度小于100Pa时旋转密封阀杆，拉动密封阀板，使密封阀板的环形耐火砖的孔口对准浇注通道，再打开钢包下部的滑动水口，将预先熔炼好的待复合的钢水浇注到所述的钢锭模内部，直到钢水完全淹没钢芯，并充满钢锭模内部，抵达铁帽口的液相线位置，形成复合钢锭；采用上注式浇钢工艺，钢水浇注完毕后移开钢包，通过浇注通道向钢锭模内投入发热保护渣；f.复合钢锭冷却：当钢水浇注完成后，采用空冷、风冷或气雾冷却方式从钢锭模外部对所述复合钢锭进行冷却，直到复合钢锭全部凝固为止，切去钢锭头部的帽口部分，即可得到完整的复合钢锭。