CN109261913A - 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置 - Google Patents
一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109261913A CN109261913A CN201811244088.6A CN201811244088A CN109261913A CN 109261913 A CN109261913 A CN 109261913A CN 201811244088 A CN201811244088 A CN 201811244088A CN 109261913 A CN109261913 A CN 109261913A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ingot
- water
- cooled copper
- ingot mould
- solidification quality
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D9/00—Machines or plants for casting ingots
- B22D9/003—Machines or plants for casting ingots for top casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
- B22D7/06—Ingot moulds or their manufacture
- B22D7/064—Cooling the ingot moulds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,所述真空感应炉包括加料室,熔炼室,坩埚,溜槽,水冷铜锭模装置,锭模室,锭模小车,所述可以改善铸锭凝固质量的装置为水冷铜锭模装置或水冷铜锭模装置和氦气冷却导管的组合;所述水冷铜锭模装置通过快速水流功能将铸锭的热量带走,从而实现铸锭的快速冷却,改善铸锭凝固质量;所述氦气冷却导管通过向铸锭与锭模间的间隙处通入氦气,提高间隙处的传热,从而带走铸锭的热量,实现铸锭的快速冷却,改善铸锭凝固质量。
Description
技术领域
本发明属于特种冶金领域,涉及一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置及方法。
背景技术
真空感应熔炼是生产特殊钢、精密合金、高温合金、耐腐蚀合金的重要冶炼设备,是集机械、电子、真空等多种技术为一体的成套设备。其基本生产工艺是在高真空环境下,将坩埚中原材料通过感应加热熔化并进行精炼,然后再直接或间接倒入锭模中,冷却成形。
目前,真空感应炉锭模冷却方式主要为自然冷却。这种冷却方式存在着冷却速度小、凝固周期长等问题。钢液在锭模中凝固收缩,会在铸锭与锭模之间形成间隙,改变传热方式,由热传导变为热辐射,传热效率大大降低。另外,钢锭模本身传热效率慢,且随着钢锭模温度的增加,传热能力进一步恶化。
因此,使用自然冷却得到的铸锭,尤其是中大型铸锭,很容易产生中心偏析、中心疏松、缩孔以及伴生夹杂物聚集等问题。
工业生产中,只能采用低过热度浇铸,但为了避免水口堵塞,过热度不能太低,效果有效。
发明内容
为了解决以上相关问题,本发明提供了一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,所述真空感应炉包括加料室,熔炼室,坩埚,溜槽,水冷铜锭模装置,锭模室,锭模小车,所述可以改善铸锭凝固质量的装置为水冷铜锭模装置或水冷铜锭模装置和氦气冷却导管的组合;所述水冷铜锭模装置通过快速水流功能将铸锭的热量带走,从而实现铸锭的快速冷却,改善铸锭凝固质量;所述氦气冷却导管通过向铸锭与锭模间的间隙处通入氦气,提高间隙处的传热,从而带走铸锭的热量,实现铸锭的快速冷却,改善铸锭凝固质量。
进一步,所述水冷铜锭模装置由内而外设有侧面冷却铜板、高速导向冷却铜管和水套;还包括底面冷却铜板、底座、上压扳、框架、进水腔、下腔体、密封装置、上腔体和定位装置;所述高速导向冷却铜管螺旋环绕在侧面冷却铜板上;所述侧面冷却铜板安装在框架内,并由上压扳压紧固定;所述底面冷却铜板安装在底座上;所述框架安装在底座上,底面冷却铜板嵌到侧面冷却铜板内;侧面冷却铜板和水套之间形成水缝,冷却水从进水腔进入,经过分流,分别进入水缝和高速导向冷却铜管,再由上腔体排出;下腔体和上腔体由密封装置隔开。
进一步,所述定位装置位于水套与侧面冷却铜板之间,所述定位装置用于将水套与框架定位,侧面冷却铜板与框架定位;所述定位装置可以使水套与侧面冷却铜板外侧之间形成均等的水缝,所述水缝包括底部冷却水缝和侧面冷却水缝。
进一步,所述侧面冷却铜板为一体管式结构,其截面为圆形,并带有锥度,便于脱锭。
铸锭和锭模内壁间隙的传热形式为辐射传热,熔池与锭模直接接触的部位仅在熔池半月面下部的窄带处。通过向间隙处通入高热传导能力的气体可以显著提高间隙处的传热。熔池与锭模接触部位的液态金属事实上起到一个液封的作用,从而阻氦气的渗漏,并允许在间隙部位建立起一定的冷却气体压力。间隙处的传热能力取决于气体的导热系数、气体的压力和流量,以及间隙的宽度。在7000Pa以下的压力条件下,气体的传热效率强烈受压力影响。在稍低一点的压力条件下,二者更是呈线性关系。因此热量传输率正比于压力和温差。温差就是气体带走的热量。
本发明采用水冷铜锭模装置和氦气冷却导管,高速导向水管可快速通水和氦气充气管可充氦气,通水可快速带走热量,充氦气可提高传热能力,均可实现铸锭的快速冷却,改善凝固质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明水冷铜锭模装置的结构示意图。
图3是本发明的铸锭和锭模内壁间隙示意图。
具体实施方式
实施例1
直径Ф410mm以下铸锭生产,水冷铜锭模装置5和氦气冷却导管组合应用步骤:
(1)真空感应炉熔炼即将完成前,锭模室6内的锭模小车7将水冷铜锭模装置5送至浇铸位;
(2)水冷铜锭模装置5通水冷却;通水压力:0.4~0.5MPa;
(3)熔炼/精炼完成后,坩埚3翻转,开始浇铸;钢水倒入溜槽4,由溜槽4再注入锭模中;
(4)浇铸执行5min后,开始通氦气(He);氦气压力:0.3~0.4MPa;
(5)浇铸完成后,继续通氦气5min;
(6)待铸锭完全凝固后,停水,将锭模及铸锭移出锭模室。
实施例2
直径Ф410mm以上铸锭生产,水冷铜锭模装置5和氦气冷却导管组合应用步骤:
(1)真空感应炉熔炼即将完成前,锭模室锭模小车7将水冷铜锭模装置5送至浇铸位;
(2)水冷铜锭模装置5通水冷却;通水压力:0.4~0.5MPa;
(3)熔炼/精炼完成后,坩埚3翻转,开始浇铸;钢水倒入溜槽4,由溜槽4再注入锭模中;
(4)浇铸执行8min后,开始通氦气(He);氦气压力:0.35~0.45MPa;
(5)浇铸完成后,继续通氦气10min;
(6)待铸锭完全凝固后,停水,将锭模及铸锭移出锭模室。
实施例3
直径Ф410mm以下铸锭生产,单独使用水冷铜锭模装置5步骤:
(1)真空感应炉熔炼即将完成前,锭模室锭模小车7将水冷铜锭模装置5送至浇铸位;
(2)水冷铜锭模装置5通水冷却;通水压力:0.4~0.5MPa;
(3)熔炼/精炼完成后,坩埚3翻转,开始浇铸;钢水倒入溜槽4,由溜槽4再注入锭模中;
(4)待铸锭完全凝固后,停水,将锭模及铸锭移出锭模室。
实施例4
直径Ф410mm以上铸锭生产,单独使用水冷铜锭模装置5步骤:
(1)真空感应炉熔炼即将完成前,锭模室锭模小车7将水冷铜锭模装置5送至浇铸位;
(2)水冷铜锭模装置5通水冷却;通水压力:0.45~0.55MPa;
(3)熔炼/精炼完成后,坩埚3翻转,开始浇铸;钢水倒入溜槽4,由溜槽4再注入锭模中;
(4)待铸锭完全凝固后,停水,将锭模及铸锭移出锭模室。
Claims (4)
1.一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,其特征在于:所述真空感应炉包括加料室(1),熔炼室(2),坩埚(3),溜槽(4),水冷铜锭模装置(5),锭模室(6),锭模小车(7),所述可以改善铸锭凝固质量的装置为水冷铜锭模装置(5)或水冷铜锭模装置(5)和氦气冷却导管的组合;所述水冷铜锭模装置(5)通过快速水流功能将铸锭的热量带走,从而实现铸锭的快速冷却,改善铸锭凝固质量;所述氦气冷却导管通过向铸锭与锭模间的间隙处通入氦气,提高间隙处的传热,从而带走铸锭的热量,实现铸锭的快速冷却,改善铸锭凝固质量。
2.根据权利要求1所述的一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,其特征在于:所述水冷铜锭模装置(5)由内而外设有侧面冷却铜板(53)、高速导向冷却铜管(57)和水套(54);还包括底面冷却铜板(55)、底座(56)、上压扳(51)、框架(52)、进水腔(58)、下腔体(59)、密封装置(510)、上腔体(511)和定位装置(512);所述高速导向冷却铜管(57)螺旋环绕在侧面冷却铜板(53)上;所述侧面冷却铜板(53)安装在框架(52)内,并由上压扳(51)压紧固定;所述底面冷却铜板(55)安装在底座(56)上;所述框架(52)安装在底座(56)上,底面冷却铜板(55)嵌到侧面冷却铜板(53)内;侧面冷却铜板(53)和水套(54)之间形成水缝(513),冷却水从进水腔(58)进入,经过分流,分别进入水缝(513)和高速导向冷却铜管(57),再由上腔体(511)排出;下腔体(59)和上腔体(511)由密封装置(510)隔开。
3.根据权利要求2所述的一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,其特征在于:所述定位装置(512)位于水套(54)与侧面冷却铜板(53)之间,所述定位装置(512)用于将水套(54)与框架(52)定位,侧面冷却铜板(53)与框架(52)定位;所述定位装置(512)可以使水套(54)与侧面冷却铜板(53)外侧之间形成均等的水缝(513),所述水缝(513)包括底部冷却水缝和侧面冷却水缝。
4.根据权利要求2或3所述的一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置,其特征在于:所述侧面冷却铜板(53)为一体管式结构,其截面为圆形,并带有锥度,便于脱锭。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811244088.6A CN109261913B (zh) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811244088.6A CN109261913B (zh) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109261913A true CN109261913A (zh) | 2019-01-25 |
CN109261913B CN109261913B (zh) | 2020-10-13 |
Family
ID=65194335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811244088.6A Active CN109261913B (zh) | 2018-10-24 | 2018-10-24 | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109261913B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3344840A (en) * | 1966-07-01 | 1967-10-03 | Crucible Steel Co America | Methods and apparatus for producing metal ingots |
CN2394738Y (zh) * | 1999-10-29 | 2000-09-06 | 冶金工业部马鞍山钢铁设计研究院 | 结晶器铜管的冷却装置 |
CN2849342Y (zh) * | 2005-11-29 | 2006-12-20 | 大连冶金结晶器有限公司 | 结晶器总成的顶压式密封结构 |
JP2010116589A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toho Titanium Co Ltd | 金属の真空アーク溶解装置およびこれを用いた金属の真空アーク溶解方法 |
CN202869229U (zh) * | 2012-08-10 | 2013-04-10 | 西安蓝海冶金设备有限公司 | 一种多用途半连续真空感应熔铸炉 |
CN202921873U (zh) * | 2012-07-27 | 2013-05-08 | 西安蓝海冶金设备有限公司 | 一种周期式非晶母合金真空感应熔铸炉 |
CN105964956A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-28 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 一种钢锭真空感应炉冶炼浇铸方法 |
CN108555256A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-21 | 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 | 一种改善真空感应铸锭凝固质量的装置及其方法 |
CN209062094U (zh) * | 2018-10-24 | 2019-07-05 | 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置 |
-
2018
- 2018-10-24 CN CN201811244088.6A patent/CN109261913B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3344840A (en) * | 1966-07-01 | 1967-10-03 | Crucible Steel Co America | Methods and apparatus for producing metal ingots |
CN2394738Y (zh) * | 1999-10-29 | 2000-09-06 | 冶金工业部马鞍山钢铁设计研究院 | 结晶器铜管的冷却装置 |
CN2849342Y (zh) * | 2005-11-29 | 2006-12-20 | 大连冶金结晶器有限公司 | 结晶器总成的顶压式密封结构 |
JP2010116589A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Toho Titanium Co Ltd | 金属の真空アーク溶解装置およびこれを用いた金属の真空アーク溶解方法 |
CN202921873U (zh) * | 2012-07-27 | 2013-05-08 | 西安蓝海冶金设备有限公司 | 一种周期式非晶母合金真空感应熔铸炉 |
CN202869229U (zh) * | 2012-08-10 | 2013-04-10 | 西安蓝海冶金设备有限公司 | 一种多用途半连续真空感应熔铸炉 |
CN105964956A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-28 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 一种钢锭真空感应炉冶炼浇铸方法 |
CN108555256A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-09-21 | 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 | 一种改善真空感应铸锭凝固质量的装置及其方法 |
CN209062094U (zh) * | 2018-10-24 | 2019-07-05 | 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109261913B (zh) | 2020-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201150980Y (zh) | 钛镍合金连铸用复合结晶器装置 | |
CN110814305B (zh) | 一种Cu-Fe复合材料双熔体混合铸造装备与工艺 | |
CN102179493B (zh) | 一种高温合金真空连铸装置 | |
CN203610629U (zh) | 铜管水平连铸气体保护结晶器 | |
CN206794702U (zh) | 一种镁合金半连续铸造装置 | |
CN107030265A (zh) | 一种镁合金半连续铸造装置和方法 | |
CN209062094U (zh) | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置 | |
CN209811208U (zh) | 金属复合材料成型装置 | |
CN103394674B (zh) | 薄壁铸件铸造用真空感应炉及铸造薄壁钛合金铸件的方法 | |
CN109261913A (zh) | 一种改善真空感应炉铸锭凝固质量的装置 | |
CN204262337U (zh) | 一种银合金真空铸锭设备 | |
CN106270434A (zh) | 一种新型非晶母合金锭连铸***及其使用方法 | |
CN206083799U (zh) | 一种新型非晶母合金锭连铸*** | |
CN207806591U (zh) | 一种配有内置式模壳传动***的真空精密铸造炉 | |
CN104117662B (zh) | 镍及镍合金真空熔炼水平连铸封闭式中间包 | |
CN204052870U (zh) | 镍及镍合金真空熔炼水平连铸封闭式中间包 | |
CN205996172U (zh) | 水冷却螺旋式熔杯 | |
CN205393483U (zh) | 钛镍合金连铸用复合结晶器 | |
CN210892676U (zh) | 一种用于铸钢件熔炼通用的中频炉 | |
CN102179498A (zh) | 一种低压铸造机升液管节能装置 | |
CN108188369A (zh) | 一种半固态流变成形方法及装置 | |
CN109883206B (zh) | 一种真空自耗炉熔炼高速冷却装置 | |
CN105772658B (zh) | 一种大尺寸镁合金铸锭浇注***及方法 | |
CN207071669U (zh) | 一种坩埚炉式加压凝固铝合金小件成型机 | |
CN203018725U (zh) | 电渣液态浇注*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |