CN102974795A - 水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法 - Google Patents

水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法 Download PDF

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本发明涉及一种通过水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，属于冶炼技术领域。其通过选料配料、熔炼、快速炉前分析、脱氧除气、测温放流到保温连铸炉、氩气保护精炼、测温连铸和在线锯切得到产品蒙乃尔合金铸锭。本发明克服了真空感应炉熔炼操作复杂，成本高，非真空感应炉熔炼则因熔铸中吸气造成产品气体多在后续挤压、锻造、轧制等加工中出现开裂，成材率底下等的缺点，提供了一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，这种方法节约生产成本，并且效果与真空熔铸等同，利于工业推广应用。

Description

水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法
技术领域
本发明涉及一种通过水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，属于冶炼技术领域。
背景技术
蒙乃尔合金具有极其优良的抗腐蚀性能，对卤族元素、中性水溶液、一定温度的苛性碱溶液以及中等温度的稀盐酸、硫酸、磷酸等都能体现耐蚀的性能，并且其在所有浓度、温度的氢氟酸中也是耐蚀的，因此被广泛应用于石油、化工造船、制药、电子部门。如核工业制造铀提炼和同位素分离的设备，动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管，海水交换器和蒸发器，硫酸和盐酸环境，原油蒸馏，在海水使用设备的泵轴和螺旋桨，制造生产盐酸设备使用的泵和阀作为泵轴材料。
因蒙乃尔合金具有易吸气、对硫磷等杂质敏感等特点，因此一般企业均采用真空感应炉熔炼，但由于真空感应炉熔炼操作复杂，成本高，而采用非真空感应炉熔炼则因熔铸中吸气造成产品气体多在后续挤压、锻造、轧制等加工中出现开裂，成材率底下，有的即使能加工成型，性能也将处于低要求或降低使用寿命。本发明涉及的蒙乃尔合金水平连铸生产技术，解决上述问题，生产出与真空熔铸等同的产品，同时大大节约成本。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种大大节约成本、并与真空熔铸等同的通过水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法。
按照本发明提供的技术方案，一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，步骤如下：
（1）配料及前处理：取金属镍，按重量百分比计，添加金属镍的质量添加C 0.08%~0.15%，Fe 1.8%~2.2%，Si 0.08%~0.12%，Mn 1.3%~1.8%，Cu 32.5%~33.5%，Ni按余量，所有大块的原材料均切成20*20cm的小块后用自来水进行冲洗后烘烤；其中金属镍和电解铜、Fe、Mn分别于750~850℃烘烤2~5h，其他原料不烘烤；
（2）熔炼：取步骤（1）处理过的物料，经炉前快速分析符合标准后加入熔炼炉中，再加入金属镍质量29%~31%的镍镁合金，升温至1400~1450℃，使物料熔化，达到温度后迅速开启连通保温连铸炉的塞棒，熔液直接流入保温连铸炉中，在整个熔炼转炉转流熔体的过程中，熔体始终被覆盖剂覆盖，不与外界空气接触而产生氧化；
（3）精炼：保温连铸炉与熔炼炉间设有塞棒控制的潜流孔，保温连铸炉炉膛用净氩气体保护，氩气流量60m3/h，整个炉膛呈正压状态，压力为0.01~0.05MPa；熔体在保温连铸炉中1400~1450℃精炼15~20分钟；
（4）测温连铸：精炼后的熔体通过保温连铸炉与连铸工装模具配合进行测温连铸，通过自动温控装置设定伺服牵引机参数保证工艺的进行，测温连铸完成后，通过配置在出料架上的定尺锯按参数在线同步切断，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
步骤（2）中所述塞棒用特制浇铸料制成；
所述特制浇铸料制备过程如下，按质量百分比计： 68%的Al2O3、10%的MgO2；14%的SiC、3%固化剂和5% PA-80胶粘剂加入搅拌器中，均匀加入40℃上述所有原料重量6%-7%的水，混合后用JW-250型强制式搅拌机搅拌10分钟后出料；
上述原料的粒度配比如下：粒度0.2-0.5mm的占23%，粒度0.05-0.2mm的占40%，粒度0-0.05mm的占25%，超微粉占12%。
步骤（2）中所述覆盖剂为氟化钡︰氟化钙︰氟化镁按质量比为86~72︰14~16︰14~16混合而成，所述覆盖剂形成覆盖层，厚度为80~150mm。
所述保温连铸炉外部设置有配套水冷分配器，保温连铸炉与连铸工装模具配合，通过伺服牵引装置牵引使保温连铸炉内熔体进入连铸工装模具，自动温控装置调节温度，并通过配套水冷分配器冷却，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
所述伺服牵引装置参数设定如下：牵引方式为拉-停-退，铸造水压1.5~2.5kg，进水温度25~35℃，铸造拉速控制在120~160mm/min，液面正常控制在保温炉平面下200~300mm处，浇铸过程中熔体不得断流。
所述配套水冷分配器进行两次冷却，一次冷却水流量为1800~2000L/m3，二次冷却水流量为2200~2500L/m3。
本发明具有如下优点：本发明克服了真空感应炉熔炼操作复杂，成本高，非真空感应炉熔炼则因熔铸中吸气造成产品气体多在后续挤压、锻造、轧制等加工中出现开裂，成材率底下等的缺点，提供了一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，这种方法节约生产成本，并且效果与真空熔铸等同，利于工业推广应用。
具体实施方式
采用合适的炉子和覆盖剂有效保证金属熔料与大气隔开；采用碱性炉衬有效脱硫磷；采用合理的工艺做保证，专用覆盖剂覆盖；气体保护炉膛。
主要装备为：1吨工频有芯熔炼炉；保温连铸高低连体炉；自动温控装置；伺服牵引装置；连铸工装模具；配套水冷分配器；出料架，随动定尺锯。
实施例1 一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，步骤如下：
（1）配料及前处理：取金属镍，按重量百分比计，添加金属镍的质量添加C 0.08%，Fe 1.8%，Si 0.08%，Mn 1.3%，Cu 32.5%，Ni按余量，所有大块的原材料均切成20*20cm的小块后用自来水进行冲洗后烘烤；其中金属镍和电解铜、Fe、Mn分别于750℃烘烤2h，其他原料不烘烤；
（2）熔炼：取步骤（1）处理过的物料，经炉前快速分析符合标准后加入熔炼炉中，再加入金属镍质量29%的镍镁合金，升温至1400℃，使物料熔化，达到温度后迅速开启连通保温连铸炉的塞棒，熔液直接流入保温连铸炉中，在整个熔炼转炉转流熔体的过程中，熔体始终被覆盖剂覆盖，不与外界空气接触而产生氧化；
（3）精炼：保温连铸炉与熔炼炉间设有塞棒控制的潜流孔，保温连铸炉炉膛用净氩气体保护，氩气流量60m3/h，整个炉膛呈正压状态，压力为0.01MPa；熔体在保温连铸炉中1400℃精炼15分钟；
（4）测温连铸：精炼后的熔体通过保温连铸炉与连铸工装模具配合进行测温连铸，通过自动温控装置设定伺服牵引机参数保证工艺的进行，测温连铸完成后，通过配置在出料架上的定尺锯按参数在线同步切断，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
步骤（2）中所述塞棒用特制浇铸料制成；
所述特制浇铸料制备过程如下，按质量百分比计： 68%的Al2O3、10%的MgO2；14%的SiC、3%固化剂和5% PA-80胶粘剂加入搅拌器中，均匀加入40℃上述所有原料重量6%-7%的水，混合后用JW-250型强制式搅拌机搅拌10分钟后出料；
上述原料的粒度配比如下：粒度0.2-0.5mm的占23%，粒度0.05-0.2mm的占40%，粒度0-0.05mm的占25%，超微粉占12%。
步骤（2）中所述覆盖剂为氟化钡︰氟化钙︰氟化镁按质量比为86︰14︰14混合而成，所述覆盖剂形成覆盖层，厚度为80mm。
所述保温连铸炉外部设置有配套水冷分配器，保温连铸炉与连铸工装模具配合，通过伺服牵引装置牵引使保温连铸炉内熔体进入连铸工装模具，自动温控装置调节温度，并通过配套水冷分配器冷却，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
所述伺服牵引装置参数设定如下：牵引方式为拉-停-退，铸造水压1.5~2.5kg，进水温度25℃，铸造拉速控制在120mm/min，液面正常控制在保温炉平面下200mm处，浇铸过程中熔体不得断流。
所述配套水冷分配器进行两次冷却，一次冷却水流量为1800L/m3，二次冷却水流量为2200L/m3。
实施例2  一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，步骤如下：
（1）配料及前处理：取金属镍，按重量百分比计，添加金属镍的质量添加C 0.15%，Fe 2.2%，Si 0.12%，Mn 1.8%，Cu 33.5，Ni按余量，所有大块的原材料均切成20*20cm的小块后用自来水进行冲洗后烘烤；其中金属镍和电解铜、Fe、Mn分别于850℃烘烤5h，其他原料不烘烤；
（2）熔炼：取步骤（1）处理过的物料，经炉前快速分析符合标准后加入熔炼炉中，再加入金属镍质量31%的镍镁合金，升温至1450℃，使物料熔化，达到温度后迅速开启连通保温连铸炉的塞棒，熔液直接流入保温连铸炉中，在整个熔炼转炉转流熔体的过程中，熔体始终被覆盖剂覆盖，不与外界空气接触而产生氧化；
（3）精炼：保温连铸炉与熔炼炉间设有塞棒控制的潜流孔，保温连铸炉炉膛用净氩气体保护，氩气流量60m3/h，整个炉膛呈正压状态，压力为0.05MPa；熔体在保温连铸炉中1450℃精炼20分钟；
（4）测温连铸：精炼后的熔体通过保温连铸炉与连铸工装模具配合进行测温连铸，通过自动温控装置设定伺服牵引机参数保证工艺的进行，测温连铸完成后，通过配置在出料架上的定尺锯按参数在线同步切断，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
步骤（2）中所述塞棒用特制浇铸料制成；
所述特制浇铸料制备过程如下，按质量百分比计： 68%的Al2O3、10%的MgO2；14%的SiC、3%固化剂和5% PA-80胶粘剂加入搅拌器中，均匀加入40℃上述所有原料重量7%的水，混合后用JW-250型强制式搅拌机搅拌10分钟后出料；
上述原料的粒度配比如下：粒度0.2-0.5mm的占23%，粒度0.05-0.2mm的占40%，粒度0-0.05mm的占25%，超微粉占12%。
步骤（2）中所述覆盖剂为氟化钡︰氟化钙︰氟化镁按质量比为72︰16︰16混合而成，所述覆盖剂形成覆盖层，厚度为80~150mm。
所述保温连铸炉外部设置有配套水冷分配器，保温连铸炉与连铸工装模具配合，通过伺服牵引装置牵引使保温连铸炉内熔体进入连铸工装模具，自动温控装置调节温度，并通过配套水冷分配器冷却，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
所述伺服牵引装置参数设定如下：牵引方式为拉-停-退，铸造水压2.5kg，进水温度35℃，铸造拉速控制在160mm/min，液面正常控制在保温炉平面下300mm处，浇铸过程中熔体不得断流。
所述配套水冷分配器进行两次冷却，一次冷却水流量为2000L/m3，二次冷却水流量为2500L/m3。
实施例3 一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，步骤如下：
（1）配料及前处理：取金属镍，按重量百分比计，添加金属镍的质量添加C 0.1%，Fe 2%，Si 0.1%，Mn 1.5%，Cu 33%，Ni按余量，所有大块的原材料均切成20*20cm的小块后用自来水进行冲洗后烘烤；其中金属镍和电解铜、Fe、Mn分别于800℃烘烤2~5h，其他原料不烘烤；
（2）熔炼：取步骤（1）处理过的物料，经炉前快速分析符合标准后加入熔炼炉中，再加入金属镍质量30%的镍镁合金，升温至1425℃，使物料熔化，达到温度后迅速开启连通保温连铸炉的塞棒，熔液直接流入保温连铸炉中，在整个熔炼转炉转流熔体的过程中，熔体始终被覆盖剂覆盖，不与外界空气接触而产生氧化；
（3）精炼：保温连铸炉与熔炼炉间设有塞棒控制的潜流孔，保温连铸炉炉膛用净氩气体保护，氩气流量60m3/h，整个炉膛呈正压状态，压力为0.03MPa；熔体在保温连铸炉中1425℃精炼18分钟；
（4）测温连铸：精炼后的熔体通过保温连铸炉与连铸工装模具配合进行测温连铸，通过自动温控装置设定伺服牵引机参数保证工艺的进行，测温连铸完成后，通过配置在出料架上的定尺锯按参数在线同步切断，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
步骤（2）中所述塞棒用特制浇铸料制成；
所述特制浇铸料制备过程如下，按质量百分比计： 68%的Al2O3、10%的MgO2；14%的SiC、3%固化剂和5% PA-80胶粘剂加入搅拌器中，均匀加入40℃上述所有原料重量6%-7%的水，混合后用JW-250型强制式搅拌机搅拌10分钟后出料；
上述原料的粒度配比如下：粒度0.2-0.5mm的占23%，粒度0.05-0.2mm的占40%，粒度0-0.05mm的占25%，超微粉占12%。
步骤（2）中所述覆盖剂为氟化钡︰氟化钙︰氟化镁按质量比为70︰15︰15混合而成，所述覆盖剂形成覆盖层，厚度为100mm。
所述保温连铸炉外部设置有配套水冷分配器，保温连铸炉与连铸工装模具配合，通过伺服牵引装置牵引使保温连铸炉内熔体进入连铸工装模具，自动温控装置调节温度，并通过配套水冷分配器冷却，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
所述伺服牵引装置参数设定如下：牵引方式为拉-停-退，铸造水压2kg，进水温度30℃，铸造拉速控制在140mm/min，液面正常控制在保温炉平面下300mm处，浇铸过程中熔体不得断流。
所述配套水冷分配器进行两次冷却，一次冷却水流量为1900L/m3，二次冷却水流量为2300L/m3。

Claims (6)

1.一种水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，其特征是步骤如下：
（1）配料及前处理：取金属镍，按重量百分比计，添加金属镍的质量添加C 0.08%~0.15%，Fe 1.8%~2.2%，Si 0.08%~0.12%，Mn 1.3%~1.8%，Cu 32.5%~33.5%，Ni按余量，所有大块的原材料均切成20*20cm的小块后用自来水进行冲洗后烘烤；其中金属镍和电解铜、Fe、Mn分别于750~850℃烘烤2~5h，其他原料不烘烤；
（2）熔炼：取步骤（1）处理过的物料，经炉前快速分析符合标准后加入熔炼炉中，再加入金属镍质量29%~31%的镍镁合金，升温至1400~1450℃，使物料熔化，达到温度后迅速开启连通保温连铸炉的塞棒，熔液直接流入保温连铸炉中，在整个熔炼转炉转流熔体的过程中，熔体始终被覆盖剂覆盖，不与外界空气接触而产生氧化；
（3）精炼：保温连铸炉与熔炼炉间设有塞棒控制的潜流孔，保温连铸炉炉膛用净氩气体保护，氩气流量60m3/h，整个炉膛呈正压状态，压力为0.01~0.05MPa；熔体在保温连铸炉中1400~1450℃精炼15~20分钟；
（4）测温连铸：精炼后的熔体通过保温连铸炉与连铸工装模具配合进行测温连铸，通过自动温控装置设定伺服牵引机参数保证工艺的进行，测温连铸完成后，通过配置在出料架上的定尺锯按参数在线同步切断，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
2.如权利要求1所述水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，其特征是：步骤（2）中所述塞棒用特制浇铸料制成；
所述特制浇铸料制备过程如下，按质量百分比计： 68%的Al2O3、10%的MgO2；14%的SiC、3%固化剂和5% PA-80胶粘剂加入搅拌器中，均匀加入40℃上述所有原料重量6%-7%的水，混合后用JW-250型强制式搅拌机搅拌10分钟后出料；
上述原料的粒度配比如下：粒度0.2-0.5mm的占23%，粒度0.05-0.2mm的占40%，粒度0-0.05mm的占25%，超微粉占12%。
3.如权利要求1所述水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，其特征是：步骤（2）中所述覆盖剂为氟化钡︰氟化钙︰氟化镁按质量比为86~72︰14~16︰14~16混合而成，所述覆盖剂形成覆盖层，厚度为80~150mm。
4.如权利要求1所述水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，其特征是：所述保温连铸炉外部设置有配套水冷分配器，保温连铸炉与连铸工装模具配合，通过伺服牵引装置牵引使保温连铸炉内熔体进入连铸工装模具，自动温控装置调节温度，并通过配套水冷分配器冷却，即得产品蒙乃尔合金铸锭。
5.如权利要求1所述水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，其特征是：所述伺服牵引装置参数设定如下：牵引方式为拉-停-退，铸造水压1.5~2.5kg，进水温度25~35℃，铸造拉速控制在120~160mm/min，液面正常控制在保温炉平面下200~300mm处，浇铸过程中熔体不得断流。
6.如权利要求1所述水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法，其特征是：所述配套水冷分配器进行两次冷却，一次冷却水流量为1800~2000L/m3，二次冷却水流量为2200~2500L/m3。
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