CN103611893B - 一种填充钢锭模气隙的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种填充钢锭模气隙的方法及其装置，有效提高铸件质量。本发明在钢锭模附近安装一个铁箱，在铁箱内加满低熔点金属，铁箱下部设置加热器。在钢锭模侧壁的上端开一个圆锥型通道，用塞棒将圆锥型通道封堵。浇铸钢液时，待到钢液形成坯壳，并与钢锭模之间形成稳定的气隙时，通过器械拔出通道塞棒。将加热器开启，使铁箱内的低熔点金属融化，将塞头***模壁的圆锥型通道内，通过管道向气隙内注入低熔点金属，直至将气隙充满。本发明通过向钢锭模气隙充入低熔点金属，加快了铸件表面传热速度，减少了铸件表面应力，从而减少了铸件表面裂痕的产生；圆锥型塞棒能够方便拔出，低熔点金属可回收再次利用。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产过程中钢锭模浇铸方法及其装置，特别是一种填充钢锭模气隙的方法及其装置。
背景技术
钢铁冶金工艺中浇铸的方法有连铸和模铸，与连铸相比，模铸在大型材生产领域具有独特的优势。能满足大型材生产对致密度大的要求；能提供高屈服强度、冲击功材料。然而，金属模铸造容易产生裂纹缺陷，钢锭形成凝固壳的初期，由于钢液凝固体积收缩，使得钢锭坯壳与钢锭模之间产生气隙，气隙形成后，来自于液心的热量使凝固壳温度又升高了，凝壳***，钢水静压力把凝壳挤向模壁，由于直接导热又加快了，表面温度又再次下降，此后凝壳又和模壁脱开，这个过程重复多次，直到凝固壳增厚到能承受钢水静压力为止，此时气隙稳定形成，表面温度上升到最大值然后缓慢下降。气隙的产生使得钢锭内部的冷却速度大于钢锭表面的冷却速度，此外钢锭外表面对钢锭内部的收缩产生阻碍作用，且气隙形成后相当长时间，钢锭表面温度出现回升，而钢锭内部温度继续降低，以上因素共同作用，钢锭的表面应力出现反向，钢锭表面呈现压力状态，但钢锭内部出现拉应力。所以，钢锭凝固结束时，呈现出表面受压，钢锭出现微裂纹的危险时间是表面出现最大拉应力的时刻。因此改善气隙的影响，有利于提高铸件质量，减少表面裂痕的产生。
中国专利公开(公告)号：CN1415445，公开了一种上补缩水冷模铸技术，该技术在自下而上的凝钢过程中，逐步产生的气体和杂质可以全部穿过钢液上升至顶部排出***，避免了钢坯中出现气孔和沙眼现象。其优点是钢坯的质密性好，在深加工过程中勿需锻坯，可直接精轧或锻制便可成为最终产品，提高了生产的成品率，降低生产成本。但金属凝固时气隙问题并没有解决，容易造成铸件表面应力增大，使表面产生裂纹缺陷。
中国专利公开(公告)号：CN2753487，公开了一种球形颗粒复合模铸保护渣。该球形颗粒复合模铸保护渣由球形颗粒构成，球形颗粒表面裹有一层极薄的包衣，从而形成一种具有包衣结构的球形颗粒复合模铸保护渣，包衣中的石墨(或其他碳质材料)含量较高，可增大钢液与球形颗粒间的润湿角和减小球形颗粒与钢锭模内壁间的摩擦力，从而避免钢锭尾部四个角因夹渣而形成的烂角现象，改善钢锭表面质量，缩短钢锭精整作业时间，提高钢锭精整生产率。但是该保护渣的转热速度并不是特别的好，而且填充气隙也不容易。
发明内容
本发明提供了一种填充钢锭模气隙的方法及其装置，有效提高铸件质量。
一种填充钢锭模气隙的方法，该方法包括以下内容：
在钢锭模附近安装一个铁箱，在铁箱内加满低熔点金属，铁箱下部设置加热器。在钢锭模侧壁的上端开一个直径在5-50mm的圆锥型通道，圆锥型通道中心线与模壁的方向成θ角，θ＝10～45°，用塞棒将圆锥型通道封堵。浇铸钢液时，待到钢液形成坯壳，并与钢锭模之间形成稳定的气隙时，通过器械拔出通道塞棒。将加热器开启，使铁箱内的低熔点金属融化，将塞头***模壁的圆锥型通道内，通过管道向气隙内注入熔点在50-800℃、沸点高于1500℃的低熔点金属，直至将气隙充满。
所述气隙增大时，根据连通器原理，保持铁箱内液面高度与钢锭模内的气隙高度一致，逐渐加大通入气隙低熔点金属的量，使气隙填充充分。
所述低熔点金属为熔点660.1℃，沸点2327℃的铝。
一种填充钢锭模气隙的方法采用的装置，该装置包括：铁箱、加热器、管道和塞头，铁箱设置在钢锭模附近，铁箱的管道上沿的高度与钢锭模顶沿高度一致，铁箱下部设置加热器，管道一端连接铁箱，另一端连接塞头。
所述塞头与塞棒外观形状相同，呈橄榄形，中间为管状通道。
本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在：
通过向钢锭模气隙充入低熔点金属，加快了铸件表面传热速度，减少了铸件表面应力，从而减少了铸件表面裂痕的产生；圆锥型塞棒能够方便拔出，低熔点金属可回收再次利用。
附图说明
图1是一种填充钢锭模气隙的装置结构及使用方式示意图。
图2是一种填充钢锭模气隙的装置中塞头示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种填充钢锭模气隙的方法及其装置，具体技术方案如下：
在钢锭模附近安装一个铁箱8，铁箱8的管道10上沿的高度与钢锭模2顶沿高度一致，在铁箱8内加满低熔点金属铝，铁箱8下部设置加热器9。铁箱8连接一根管道10，管道10另一端连接一个塞头6。在钢锭模2侧壁的上端开一个直径在5-50mm的圆锥型通道7，圆锥型通道7中心线与模壁的方向成θ角，θ＝10～45°，用塞棒将圆锥型通道7封堵。浇铸钢液3时，待到钢液3形成坯壳4，并与钢锭模之间形成稳定的气隙5时，通过器械拔出圆锥型通道的塞棒。将加热器9开启，使铁箱8内的低熔点金属铝融化，将塞头6***模壁的圆锥型通道7内，所述塞头6与塞棒外观形状相同，呈橄榄形，中间为管状通道。通过管道10向气隙5内注入低熔点金属铝，直至将气隙充满。当气隙5增大时，根据连通器原理，保持铁箱8内液面高度与钢锭模内的气隙5高度一致，逐渐加大通入气隙5低熔点金属的量，使气隙5填充充分。
Claims (5)
1.一种填充钢锭模气隙的方法，其特征是该方法包括以下内容：
在钢锭模附近安装一个铁箱，在铁箱内加满低熔点金属，铁箱下部设置加热器，在钢锭模侧壁的上端开一个直径在5-50mm的圆锥型通道，圆锥型通道中心线与模壁的方向成θ角，θ＝10～45°，用塞棒将圆锥型通道封堵，浇铸钢液时，待到钢液形成坯壳，并与钢锭模之间形成稳定的气隙时，通过器械拔出通道塞棒，将加热器开启，使铁箱内的低熔点金属融化，将塞头***模壁的圆锥型通道内，通过管道向气隙内注入熔点在50-800℃、沸点高于1500℃的低熔点金属，直至将气隙充满。
2.根据权利要求1所述的一种填充钢锭模气隙的方法，其特征是钢液的坯壳与钢锭模之间形成的气隙增大时，根据连通器原理，保持铁箱内液面高度与钢锭模内的气隙高度一致，逐渐加大通入气隙低熔点金属的量，使气隙填充充分。
3.根据权利要求1所述的一种填充钢锭模气隙的方法，其特征是所说的低熔点金属为熔点660.1℃，沸点2327℃的铝。
4.一种填充钢锭模气隙的方法采用的装置，其特征是该装置包括：铁箱、加热器、管道和塞头，铁箱设置在钢锭模附近，铁箱的管道上沿的高度与钢锭模顶沿高度一致，铁箱下部设置加热器，管道一端连接铁箱，另一端连接塞头。
5.根据权利要求4所述的一种填充钢锭模气隙的方法采用的装置，其特征是所说的塞头与塞棒外观形状相同，呈橄榄形，中间为管状通道。
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