一種模芯一體化復合澆鑄大型合金鋼錠的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種合金鋼錠的制備方法，屬于金屬材料復合誘鑄領域，特別是一種 模忍一體化復合誘鑄大型合金鋼錠的方法。
【背景技術】
[0002] 目前，大型鋼錠的生產方法仍然W普通的模鑄和電渣重烙為主。采用普通模鑄方 法生產大型鋼錠時，需要將鋼液誘注到鑄鐵錠模內進行冷卻凝固成型，消耗了大量的鑄鐵 錠模，提高了生產成本。此外，普通模鑄鋼錠時，隨著錠型的增大，模內鋼液凝固速度減慢， 由此帶來一系列的質量問題，例如，各種偏析加劇、疏松及縮孔增加、非金屬夾雜物增多、柱 狀晶更發達、等軸晶更粗大，由此也導致鋼錠的成材率大幅度下降。為了提高大型鋼錠的 內部質量，人們開發出電渣重烙方法，采用電渣重烙方法生產的大型鋼錠純凈度高、成分均 勻、組織致密、成材率高，但與傳統的模鑄相比，電渣重烙鑄鋼錠的電能消耗高，電極烙化速 度慢，導致生產效率下降，生產成本大大提高，如果渣系中含有氣化巧還會導致氣的大氣污 染。專利文獻CN101927336公開了一種大型特厚板巧及其生產方法，該方法W連鑄巧為結 晶器，將鋼水直接誘注到不斷向下移動的W連鑄巧和薄帶鋼組成的結晶器內，凝固后形成 復合板巧，該方法雖然可W制作大型超厚板巧，但操作難度極大，板巧之間W及板巧與薄帶 之間很難嚴格密封，密封不住可能導致漏鋼的危險，此外，當板巧被預熱到600°C時，板巧表 面已經發生氧化，運會導致板巧與誘鑄的鋼液之間很難實現冶金結合，最終導致復合失敗。 專利文獻CN101406937和CN101279359公開了一種在鑄模中屯、加裝低溫忍棒生產低偏析 大型空屯、鋼錠的制造方法，此類方法的特點是：在誘鑄鋼水前，在鋼錠型腔中預先布置一圈 或幾圈低溫鋼棒，運樣可W增加鋼錠內部的形核質點、加速鋼錠冷卻、提高大型鋼錠的冷卻 凝固速度，對大型鋼錠的偏析具有明顯的抑制作用，因而能夠獲得成分比較均勻、組織細小 的低偏析大型鋼錠。但該方法布料比較繁瑣，且棒料不易固定，棒料與錠重比例需要控制在 0. 8% -3%范圍。

【發明內容】

[0003] 本發明提供了一種模忍一體化復合誘鑄大型合金鋼錠的方法，能夠在取消鑄鐵錠 模的情況下制備出各種噸位的大型合金鋼錠。
[0004] 一種模忍一體化復合誘鑄大型合金鋼錠的方法，該方法包括W下步驟： 陽0化]a.制作鋼錠模：選取質量合格的連鑄板巧、社制板巧或鍛造板巧，將板巧表面清 洗、除油、烘干，按照常規的鑄鐵錠模的形狀、或按照矩形形狀、或按照多邊形形狀、或按照 圓形形狀將所述板巧組合，板巧相互對接的邊緣采用焊接方式連接，制成能夠盛裝鋼水的 鋼錠模，并在鋼錠模的頂部上沿打出至少四個螺孔，或至少焊接四個耳子，耳子上打出螺 孔，采用下注式誘鋼時，在鋼錠模的底部加工出至少一個流鋼孔，然后利用機械方法或化學 方法去除所述鋼錠模內表面的氧化鐵皮；
[0006]b.選取鋼忍：選取質量合格的連鑄巧、社制巧、鍛造巧或已經誘鑄出來的小鋼錠 做待復合的鋼忍，利用機械方法或化學方法去除所述鋼忍表面的氧化鐵皮，在每塊鋼忍的 底部至少焊接Ξ塊墊鐵；
[0007] C.鋼錠模與鋼忍的組裝及密封：將所述的鋼忍吊放到所述鋼錠模的內部，將常規 方法制作的鐵帽口安放在所述鋼錠模的頂部，所述鐵帽口的下沿與鋼錠模的上沿對齊，在 鐵帽口下沿與鋼錠模上沿之間加耐火纖維密封墊，然后用緊固螺栓將鐵帽口與鋼錠模鎖 緊；在鐵帽口的內壁插入常規的絕熱板，在鐵帽口的上部設置密封蓋板，在密封蓋板與鐵帽 口的上沿之間加耐火纖維密封墊，然后采用緊固螺栓鎖緊；在密封蓋板的頂部預先設置進 排氣管道，在進排氣管道上設置真空抽氣閥口和惰性氣體閥口；采用上注式誘鋼工藝時，在 密封蓋板的頂部預先設置誘注通道，在誘注通道頂部加裝密封閥體，密封閥體與誘注通道 之間采用螺栓連接，密封閥體內設置密封閥板，密封閥板的一半為金屬板，另一半裝設環形 耐火磚，在誘注通道內部安放誘口磚；采用下注式誘鋼工藝時，誘注通道安裝在鋼錠模的下 部，將誘注通道焊接在鋼錠模下部的流鋼孔上，然后在誘注通道內放置誘口磚，在誘注通道 的下部采用螺栓連接密封閥體，密封閥體的下面安裝湯道，最后連接中注管，整個裝置放置 在工作臺上進行操作，此外，采用下注式誘鋼工藝時，預先將發熱渣包吊掛在密封蓋板的下 面；
[0008] d.預熱鋼忍和鋼錠模：旋轉密封閥桿，推動密封閥板，使密封閥板的金屬板部分 封住誘注通道，關閉進排氣管道上的惰性氣體閥Π，打開真空抽氣閥口，利用真空抽氣裝 置通過進排氣管道將密封在鋼錠模內部的空氣抽出，然后關閉進排氣管道上的真空抽氣 閥Π，打開進排氣管道上的惰性氣體閥Π，向鋼錠模內部充入惰性氣體，然后再次關閉惰 性氣體閥Π，打開真空抽氣閥口，利用真空抽氣裝置通過進排氣管道將密封在鋼錠模內部 的惰性氣體抽出，當真空度小于20化時，對鋼錠模及模內的鋼忍進行預熱，預熱溫度達到 100°C-1250°C時停止加熱；或當真空度達到20化時關閉真空抽氣閥Π，打開惰性氣體閥 Π，再次向鋼錠模內部充入惰性氣體，當鋼錠模內的惰性氣體的壓力大于模外大氣壓力時， 再對鋼錠模及模內的鋼忍進行預熱，預熱溫度達到l〇〇°C-1250°C時停止加熱；
[0009] e.誘鑄復合：關閉真空抽氣閥Π，打開惰性氣體閥Π，向鋼錠模內連續充入大量 的惰性氣體，然后旋轉密封閥桿，拉動密封閥板，使密封閥板的環形耐火磚對準誘注通道， 再打開鋼包下部的滑動水口，將預先烙煉好的待復合的鋼水誘注到所述的鋼錠模內部，直 到鋼水完全淹沒鋼忍，并充滿鋼錠模內部，抵達鐵帽口的液相線位置，形成復合鋼錠；采用 上注式誘鋼工藝時，或在惰性氣體保護狀態下進行誘鋼，或在真空狀態下誘鋼；在真空狀態 下誘鋼時，關閉進排氣管道上的惰性氣體閥口，打開真空抽氣閥口，利用真空抽氣裝置通過 進排氣管道重新將密封在鋼錠模內部的惰性氣體抽出，當真空度小于100化時旋轉密封閥 桿，拉動密封閥板，使密封閥板的環形耐火磚的孔口對準誘注通道，再打開鋼包下部的滑動 水口，將預先烙煉好的待復合的鋼水誘注到所述的鋼錠模內部，直到鋼水完全淹沒鋼忍，并 充滿鋼錠模內部，抵達鐵帽口的液相線位置，形成復合鋼錠；采用上注式誘鋼工藝時，鋼水 誘注完畢后移開鋼包，通過誘注通道向鋼錠模內投入發熱保護渣；
[0010] f.復合鋼錠冷卻：當鋼水誘注完成后，采用空冷、風冷或氣霧冷卻方式從鋼錠模 外部對所述復合鋼錠進行冷卻，直到復合鋼錠全部凝固為止，切去鋼錠頭部的帽口部分，即 可得到完整的復合鋼錠。
[0011] 步驟a中所述的制作鋼錠模板巧的化學成分與待誘鑄的鋼水的化學成分相同時， 制作同材質的大型或特大型合金鋼錠；所述板巧的化學成分與待誘鑄的鋼水的成分不相同 時，制作不同材質的大型或特大型復合鋼錠。
[0012] 步驟a中所述的鋼錠模的截面形狀為圓形、矩形、正方形、多邊形、異形斷面或變 斷面。
[0013] 步驟b中所述的鋼忍的界面形狀為圓形、矩形、正方形、多邊形或異形斷面，且鋼 忍的成分與待誘鑄的鋼水的成分相同；鋼忍的數量或為一塊，或為多塊。
[0014] 與現有