CN103240395A

CN103240395A - 一种浇铸钢锭用自冷式成型钢模

Info

Publication number: CN103240395A
Application number: CN2013101862913A
Authority: CN
Inventors: 张宪; 王会良; 张辉
Original assignee: LIAOCHENG XINLIAN MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-05-20
Also published as: CN103240395B

Abstract

一种浇铸钢锭用自冷式成型钢模，采用夹层模壁，内层模壁（N）的内壁为耐高温浇注模腔（M），外层模壁（Y）设置上管口（G1）和下管口（G2），与输液管(L)连接，内层模壁（N）和外层模壁（Y）之间密封，构成冷却仓（Q）。成型钢模（3）与钢模底座（2）、浇注基层（1）、浇注器（5）配合应用，浇注前将加热的冷却液（S）输入冷却仓（Q），浇包（7）将钢水注入浇注器（5），通过浇注基层（1）的浇注槽道（U），由槽道通口（H）和钢模底座（2）的底座浇口（T）进入成型钢模（3）。在成型钢模（3）内冷却至80～90℃，停止输入冷却液（S），将冷却仓（Q）内的冷却液（S）放出，吊车提走成型钢模（3），对浇铸钢锭进行处理。本发明浇铸钢锭质量好，效率高，废品率由5%降为0.2%，模具寿命延长10倍。

Description

一种浇铸钢锭用自冷式成型钢模

技术领域

本发明涉及金属铸造装置，尤其涉及铸造用钢模。

背景技术

金属铸造是机械制造的重要基础技术之一。目前国内钢锭成型铸造多采用实心铸铁制成的浇注模具，重量大，模壁厚，成本高，浇铸1吨钢锭的模具重量达1.5吨，吊装、浇注费时费力，浇注前需将铸铁模具预热，浇注后模具必须自然冷却三个小时以上，才能进行下一轮浇注使用，一套模具的有效使用次数仅为80次左右。模具寿命短，报废快，人力物力损失大。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种新结构的浇铸钢锭用模具，减轻重量，便于运转，提高效率，减少模具钢材消耗，降低铸钢模具成本，提高浇铸钢锭的质量，延长模具使用寿命，提高经济效益。

本发明的任务是这样完成的：设计制作一种浇铸钢锭用自冷式成型钢模，成型钢模采用中空夹层模壁结构，内层模壁的内壁为耐高温浇铸模腔，外层模壁设置上管口和下管口，分别与各自输液管连接，内层模壁和外层模壁之间密封，构成中空夹层的冷却仓，通过上管口和下管口连通输液管，向内输入或向外输出冷却液。成型钢模与钢模底座、浇注基层、浇注器配合应用，成型钢模垂直设置在钢模底座上，装设在耐火材料制成的浇注基层上边，成型钢模底部通过钢模底座的底座浇口与浇注基层内设浇注槽道的槽道通口连通。冷却液须先加热至60～95℃，通过连接上管口的输液管输入成型钢模的冷却仓内，并通过下管口连接的输液管输出冷却仓，形成液体流通循环冷却系统。实际应用时，准备好电炉冶炼相应的原材料，包括添加的合金元素及脱硫剂、脱磷剂、脱氧剂等辅助材料，将浇包内衬固定牢固，将成型钢模垂直竖立在钢模底座上，钢模底座设置在浇注基层上，并将浇注器设置在多个成型钢模的中间，浇注器底口与浇注基层的浇注槽道连通。浇注前通过输液管和上管口向成型钢模的冷却仓内部输入加热的冷却液。电炉通电，加入底部炉料，全部熔化为液态后，向电炉内加入1～1.5%石灰石和氟石进行脱磷、脱硫，再逐步加入各种元素材料充分熔化。炉料全部熔化后，保温5～10分钟，充分搅拌钢液，使材料分布均匀，然后进行炉前化验。根据化验成分数据，添加相应的合金进行调节。达到标准规定后，即将合格钢水注入浇包。浇包在注入钢水前要充分烘烤，将浇包内的耐火材料烤至暗红或红色，温度达到1000℃左右，注入钢水，并使钢水在浇包中镇静5～10分钟，促进钢水成分和温度均衡。浇包由行车吊钩吊至浇注区，检查成型钢模设置牢固可靠，顶部设置冒口，钢模温度符合浇注要求。检查各部位置安放正确无误后，控制吊车使浇包底部的浇包底口对准浇注器的上浇口，然后打开浇包底口，钢水注入浇注器，经浇注内孔和浇注器底口进入浇注基层内的浇注槽道，由钢模底座的底座浇口进入成型模具，直到钢水完全充满成型钢模的模腔和冒口，关闭浇包底口。浇注完毕后，向顶部的冒口内加入保温材料，保持钢水温度，使冒口凝固减缓，起到向内补充作用，防止凝固过程中可能造成的缩松等质量缺陷。整个浇注过程中冷却液在成型钢模的夹壁冷却仓中循环流动，使整个钢模温度均衡，冷却速度平均，受热均匀，在保证质量的同时提高效率。根据成型钢模大小不同规格，钢锭在成型钢模内的冷却时间分别保持在15～55分钟。待钢锭冷却到80～90℃时，将成型钢模夹层冷却仓内的冷却液放出，用行车将成型钢模提起吊走，切断钢锭下浇口，将钢锭吊至暂存区存放。自然冷却至常温后，再次取样分析钢锭的化学成分，与炉前化验的样块成分进行比较，并对钢锭进行超声波探伤。检验合格后，将钢锭转运至车间半成品仓库，以后进入锻造工序。若发现不合格的钢锭，需进行单独标识、区别存放，作为熔炼的材料回炉熔炼，确保成品质量优良。

按照上述技术方案进行试制、试验，证明本发明用料少，重量轻，结构合理，能够节省大量模具材料；采用冷却液的冷却效果好，浇注的钢锭均匀，密实，质量等级提高，降低废品率，提高生产效率，延长了成型模具的使用寿命，较好地达到了预定目的。

附图说明

图1是本发明在生产中配套应用示意图；

图2是图1的半剖结构示意图；

图3是本发明的成型钢模3的俯视图；

图4是图3的A向F-F剖面结构示意图.

图中，1—浇注基层，2—钢模底座，3—成型钢模，4—冒口，5—浇注器，6—吊钩，7—浇包；A—视向符号，D—浇包底口，F—剖面符号，G1—上管口，G2—下管口，H—槽道通口，J—上浇口，K—浇注内孔，L—输液管，M—模腔，N—内层模壁，Q—冷却仓，S—冷却液，T—底座浇口，U—浇注槽道，W—浇注器底口，Y—外层模壁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式加以说明。

参阅图1、图2，两套成型钢模3分别垂直竖立在浇注器5两边的钢模底座2上，浇注器5和钢模底座2都设置在浇注基层1上面。浇注器5的浇注内孔K自上浇口J贯通至浇注器底口W，浇注器底口W与浇注基层1内设的浇注槽道U连通，成型钢模3的底部对准钢模底座2的底座浇口T，通过底座浇口T与浇注基层1浇注槽道U的槽道通口H连通。浇注前，通过输液管L和上管口G1向成型钢模3的冷却仓Q内注满加热的冷却液S，并由下管口G2连接输液管L流出，形成循环冷却。浇注钢锭时，由行车的吊钩6将盛满钢水的浇包7吊至浇注器5的正上方，打开浇包底口D，将钢水注入浇注器5的上浇口J，沿着浇注器5的浇注内孔K流至浇注器底口W，进入浇注基层1的浇注槽道U，钢水沿浇注槽道U向两边的钢模底座2流去，通过槽道通口H和底座浇口T向成型钢模3内浇注。由于浇注器5的上浇口J远高于成型钢模3的顶部，钢水得以畅通无阻地浇注直到成型钢模3顶部的冒口4，至冒口4充满之后，关闭浇包7的浇包底口D，停止浇注，行车带吊钩6吊着浇包7离开浇注区。

参阅图3、图4，成型钢模3为钢板焊接成的两层圆筒形钢模，内层模壁N和外层模壁Y之间的环筒状中空夹层构成冷却仓Q，顶端和底端用钢板焊接密封。外层模壁Y的上段设有上管口G1，下段设有下管口G2，可装配输液管L，向冷却仓Q内输入和输出冷却液S。成型钢模3的内层模壁N内孔是铸造钢锭的模腔M，浇注前要涂装耐火材料，形成耐高温防护层。成型钢模3的顶部设置冒口4，底部连通钢模底座2的底座浇口T。

浇注生产钢锭时，电炉通电，加入炉料，升温50～60分钟，将炉料熔为液态，再根据钢锭牌号要求，加入各种原材料熔化，直至电炉内钢水体积达到浇注所需数量要求，在1500～1600℃温度下保温5～10分钟，同时进行搅拌，促进钢水内成分均衡，然后取样进行炉前化验。化验时，要求化验室光谱仪的环境温度为20～25℃，环境湿度低于70%，化验使用的氩气纯度为99.999%，氩气表压力大于1.5Mpa/cm²，光谱仪的光室温度设定为35±1℃，真空度小于等于10pa，在规定试验条件下进行炉前分析。钢水样品快冷至常温，在磨床上将试样上下平面磨削光洁平整，放入光谱仪进行化学成分分析。根据化验分析数据添加相应的合金，进行调节钢水成分，达到标准要求后，即可由电炉中放出钢水至浇包7中，进行前述浇注工作。浇注前，通过输液管L和上管口G1向成型钢模3的冷却仓Q内注满加热至80～90℃的冷却液S，通过下管口G2连接的输液管L输出，对成型钢模3进行循环冷却。浇注完毕，根据所浇注钢锭的大小，在相应的成型钢模3内冷却15～55分钟，待钢锭冷却至80～90℃时，停止输入冷却液S，通过下管口G2和输液管L将冷却仓Q内的冷却液S放出，用行车将成型钢模3提走。切断钢锭浇口，将钢锭由浇注区吊到钢锭暂存区，继续自然空冷至常温。再次取样分析化学成分，与炉前化验成分进行比较，并对钢锭进行超声波探伤。质量指标全部合格后，转运入车间半成品库，依次进行锻造加工。若质量不合格，则加标识另行存放，待以后重新熔炼。

采用本发明技术制成的圆柱体钢锭基本杜绝内部气孔、缩松等铸造缺陷，产品质量提高，稳定为优等品，废品率由原来5%下降至现在0.2%。由于采用冷却液进行循环冷却，钢锭在模内冷却时间比使用原有铸铁模具缩短三分之二，效率大大提高；成型钢模3的使用寿命比铸铁模具延长10倍以上，年产钢锭1万吨，可节约模具铸铁200吨左右；冷却液S可重复使用100次以上。本发明的运行成本低，效率高，质量好，经济效益和社会效益显著，具有良好的推广应用前景。

Claims

1.一种浇铸钢锭用自冷式成型钢模，其特征在于成型钢模（3），采用中空夹层模壁结构，内层模壁（N）的内壁为耐高温浇铸模腔（M），外层模壁（Y）设置上管口（G1）和下管口（G2），分别与各自输液管（L）连接，内层模壁（N）和外层模壁（Y）之间密封，构成中空夹层的冷却仓（Q），通过上管口（G1）和下管口（G2）连通输液管（L），向内输入或向外输出冷却液（S）。

2.按照权利要求1所述的浇铸钢锭用自冷式成型钢模，其特征在于所述的成型钢模（3）与钢模底座（2）、浇注基层（1）、浇注器（5）配合应用，成型钢模（3）垂直设置在钢模底座（2）上，装设在耐火材料制成的浇注基层（1）上边，成型钢模（3）底部通过钢模底座（2）的底座浇口（T）与浇注基层（1）内设浇注槽道（U）的槽道通口（H）连通。

3.按照权利要求1所述的浇铸钢锭用自冷式成型钢模，其特征在于所述的冷却液（S）须先加热至60～95℃，通过连接上管口（G1）的输液管（L）输入成型钢模（3）的冷却仓（Q）内，并通过下管口（G2）连接的输液管（L）输出冷却仓（Q），形成液体流通循环冷却系统。