[发明专利]一种双向冷却动态浇注复合铸锭的方法及其装置

摘要

本发明针对现有技术中浇铸大型钢锭或合金钢锭存在的问题，提供了一种双向冷却动态浇注复合铸锭的方法及其装置。该方法的步骤包括：原料准备，芯坯准备，铸模与芯坯的组装，布模，排空模腔内空气，转动芯坯，浇注金属熔体，铸锭冷却；并提供了该方法所使用的装置。本发明通过在铸模内预置多块作为搅拌器的低温芯坯，从内外两个方向对铸锭进行强制冷却，增强对金属熔体凝固过程中温度场的控制，浇注熔体与被冲熔的芯坯一起形成内部含有大量晶核和半固态质点的过冷的熔体，转动的芯坯还可以清洁芯坯表面，提高芯液界面结合质量，增加形核率，细化组织，减轻疏松和气孔缺陷，使溶质分布更均匀，获得内部组织细密的各种吨位的大型合金钢锭。

主权项

一种双向冷却动态浇注复合铸锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.原料的准备以连铸或轧制或锻造的棒材或钢坯切成钢块作为待复合的芯坯，芯坯的成分与待铸成品铸锭的成分相同；以轧制的棒材切成段作为连杆和转杆，连杆和转杆的成分与芯坯的成分相同；去除芯坯、连杆和转杆表面的氧化铁皮，清洗干净并烘干；b.芯坯的准备将数块芯坯之间由连杆连接在一起，制成组合芯坯，组合芯坯或芯坯的一端再连接一根转杆形成转杆组合芯坯或转杆芯坯；再将芯坯、组合芯坯和转杆组合芯坯于干燥箱内预热到100℃‑400℃；c.铸模与芯坯的组装将帽口置于铸模的顶部，帽口与铸模之间采用石棉垫密封，然后使用螺栓锁紧，并在帽口内壁装设绝热板；当采取上注法浇钢时，将预热的一块组合芯坯或芯坯作为冲熔芯坯立放于铸模底部并位于上水口的正下方，将预热的一块或数块转杆组合芯坯或转杆芯坯作为调温芯坯，通过穿过模盖的转杆吊挂在模盖下方并位于冲熔芯坯的周围；当采取下注法浇钢时，将预热的一块转杆组合芯坯或转杆芯坯作为冲熔芯坯，通过穿过模盖的转杆吊挂在模盖下方并位于下水口的上方，将预热的一块或数块转杆组合芯坯或转杆芯坯作为调温芯坯，通过穿过模盖的转杆吊挂在模盖下方并位于冲熔芯坯的周围；然后，将转杆与位于铸模外的传动机构组装连接，再将模盖安放在帽口上方，在模盖与帽口之间采用石棉垫密封并使用螺栓将模盖与帽口紧固，即组装好了铸模、冲熔芯坯与调温芯坯；d.布模当采取上注法浇钢时，将组装好的铸模、冲熔芯坯与调温芯坯与上注法浇注装置连接，准备浇注；当采用下注法浇钢时，将组装好的铸模、冲熔芯坯与调温芯坯与下注法浇注装置连接，准备浇注；e.排空模腔内空气将铸模腔内空气排出；f.转动芯坯启动传动机构带动调温芯坯或冲熔芯坯和调温芯坯转动，并控制冲熔芯坯和调温芯坯的旋转速度和旋转方向；g.浇注金属熔体打开浇注阀门和排气管道，同时通过进气管道不断地向模腔内充入惰性气体；采取上注法浇钢时，金属熔体通过上水口注入铸模，金属熔体冲击到冲熔芯坯的顶部流入铸模；采用下注法浇钢时，金属熔体通过下水口注入铸模，金属熔体冲击到冲熔芯坯的底部流入铸模；浇注金属熔体过程中，调温芯坯或冲熔芯坯和调温芯坯持续转动，直到金属熔体全部浇注完毕；并且随着模体内金属熔体液位的抬升，连杆和转杆接触到钢液后不断熔断，熔断连杆和转杆下部的芯坯停止转动，熔断连杆上部的芯坯继续转动搅拌，直到所有连杆和转杆熔断；h.铸锭冷却当钢液浇注完毕后，关闭传动机构，取下钢包、浇注阀门、模盖、传动机构，待钢液凝固后，取出复合钢锭，切去钢锭头部的帽口部分，得到复合钢锭。