CN104070145A - 一种大高径比圆形铸坯的制造工装和高效制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴类用大高径比圆形铸坯(圆锭)制造领域，具体地说是一种大高径比圆形铸坯(圆锭)的制造工装和高效制备方法，解决了铸坯缩孔、疏松、裂纹等质量问题以及制造效率低的问题。该制造工装设有浇注系统、锭模、保温冒口、保温罩、缓冷坑。浇注之前，将锭模、浇注系统、底盘在地坑中装配好，保温冒口进行预热。采用缓慢浇注方式进行浇注，浇注之后采用高温脱模方式进行脱模，利用保温罩对钢锭进行保温；经过保温之后，吊入缓冷坑进行缓冷，或直接热送到热处理工位，加热并准备锻造。本发明适用于直径以上、高径比大于3的圆形铸坯高效制备，为生产轴类及筒类锻件以及棒材提供了高质量铸坯。

Description

一种大高径比圆形铸坯的制造工装和高效制备方法

技术领域

本发明涉及轴类用大高径比圆形铸坯(圆锭)制造领域，具体地说是一种大高径比圆形铸坯(圆锭)的制造工装和高效制备方法。

背景技术

市场上需要大量坯料用来做轴类件、筒类件以及棒材，一般采用常规上大下小的圆形钢锭用来作为这些锻件产品的坯料，由于常规钢锭的高径比一般低于3，其锻后利用率在65～75％之间。为了提高产品的市场竞争力，钢锭的生产企业不断地通过技术改进来提高钢锭的利用率及其内部质量。

目前，如果将常规钢锭的高径比提高到3以上(大高径比)，钢锭的心部将会出现严重的缩孔疏松，往往会导致产品锻后不能满足探伤要求，严重影响产品生产。为了克服大高径比圆坯心部缺陷问题，有的企业采用电渣重熔方式制造这种圆坯，事实证明这种生产方式不但生产效率较低，而且生产成本也高，产品不具市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大高径比圆形铸坯(圆锭)的制造工装和高效制备方法，以增加钢锭的利用率，提高产品的市场竞争力。

本发明的技术方案是：

一种大高径比圆形铸坯的制造工装，该制造工装设有浇注系统、上底盘、下底盘、锭模、保温冒口、保温罩、缓冷坑以及测温设备，具体结构如下：

按照圆坯的高度，选取地坑，上底盘和下底盘上下水平放置在地坑内，在下底盘、上底盘上砌筑耐火砖形成的浇注系统，浇注系统采用底注式平稳充型浇注系统，采用成形中注管砖砌成；上底盘、中注管底座均装配在底盘上，上底盘位于中注管底座的外围，底盘采用厚度为200～400mm的厚底盘，中注管底座上设置中注管，形成直浇道；锭模安装在上底盘上，锭模大口向下、小口向上，锭模上下壁厚一致；锭模的内腔与上底盘中的内浇道相连通，每个锭模采用单独一个内浇道；下底盘表面的横浇道与上底盘中的内浇道相连通，横浇道采用等直径结构，横浇道尾端设置集渣包；冒口装配在锭模上，冒口采用保温冒口；上述结构，形成圆坯浇注模具；整套圆坯浇注模具中，锭模、中注管、冒口、下底盘、上底盘均在地坑中装配，且浇注过程和保温过程也在地坑中完成；在铸坯打箱之后，将保温罩罩在圆坯外围，保温罩的下端落在底盘上，并保持密封；经过保温之后的圆坯，置于缓冷坑中缓冷；测温设备全程采用热电偶测温系统，对圆坯浇注后锭模表面温度及脱模后圆坯外表面温度进行监测。

所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，浇注系统中，中注管底座和中注管形成的直浇道上大下小，直浇道上口直径，下口直径，中注管砖壁厚30～60mm；横浇道采用等直径耐火砖管，直径；内浇道垂直向上，在横浇道上直接开出直径的内浇道；内浇道上大下小，直径尺寸相差10～15mm。

所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，锭模采用上小下大正锥度圆筒形锭模，锭模锥度0.3％～5％；锭模壁厚100～400mm，锭模采用均匀壁厚，外形与内侧形状一致。

所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，保温冒口锥度为1～8％，高度300～600mm；冒口采用两层结构，外层冒口箱为铸铁材料，冒口箱内挂保温板，保温板厚度30～60mm。

所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，保温罩按由外到内的钢板、硅酸铝棉和钢丝网组成方形框架结构，外层为钢板，中间夹层为硅酸铝棉，内层为用于固定硅酸铝棉的钢丝网。

所述制造工装的大高径比圆形铸坯高效制备方法，首先根据模具高度选取合适浇注坑，进行模具组装，将下底盘固定在地坑中；在下底盘上砌筑耐火砖，横浇道的尾部耐火砖用带有集渣包的耐火砖；将上底盘、中注管固定在下底盘上，并在中注管底盘上安装中注管砖形成中注管；在上底盘上安装锭模，锭模大口向下、小口向上；同时，对冒口进行预热，并将预热后的冒口组装到锭模上；其次进行浇注，浇注过程中，采用氩气保护浇注，减少钢液氧化；同时，采用缓慢浇注方式进行浇注，减轻金属液喷溅；铸坯凝固后，在高温状态下进行打箱，先后将冒口和锭模从圆坯上部脱出，用保温罩将圆坯罩上，经保温后，利用运输台车将圆坯运送到缓冷坑处进行缓冷，最后放入热处理炉中进行退火处理。

所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，采用保温冒口对圆坯进行顶部补缩，保温冒口采用内层挂保温板方式制造，内层保温板为轻质保温材料；冒口进行预热，预热温度不低于200℃。

所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，锭模采用上小下大形式，上口直径比下口直径小50～200mm；浇注之前，对锭模进行清理，去除表面铁锈，而后将锭模预热至60℃以上；随之对锭模内腔刷涂料，涂料层厚度为0.2～5mm。

所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，采用平稳充型浇注系统进行缓慢浇注，浇注速度0.5～5.0t/min，浇注过程中加保温覆盖剂，加入量0.1～2.5kg/t，保温覆盖剂采用筛撒方式加入；直浇口与钢包滑动水口之间采用密封罩进行密封，并在密封罩中充入氩气进行保护。

所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，当浇注完成后，铸坯外表面凝固层厚度达到20～300mm时，进行高温打箱；用吊车吊走锭模，用保温罩将红热铸坯罩上，使圆坯在原位置上保温，保温罩保温过程中使圆坯表面温度维持在800～1200℃范围内，保温3～15h后，利用运输台车将圆坯运到缓冷坑处进行缓冷；缓冷至200℃以下之后，圆坯进入热处理炉进行退火处理。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明工艺设计合理，缩短了铸件的生产周期，提高了生产率。利用全新的钢锭模设计方法，采用了高温打箱工艺，使圆坯快速成形，生产效率高。

2.本发明采用了专用平稳充型浇注系统，设计了特殊的直浇道、横浇道、内浇道，使浇注过程中钢液充型平稳，减少了二次氧化夹杂和卷气等缺陷，提高了圆坯质量。

3.采用了合理的保温措施，充分发挥了圆坯的自补缩能力，使金属在保温过程中完成了从外向内的自补缩，克服了板坯裂纹、疏松等缺陷；采用合理的热处理工艺，使圆坯组织均匀化，提高圆坯使用性能。

4.本发明适用于高利用率轴类、筒类锻件及棒材的制造，利用本发明生产的坯料，可以显著提高利用率，极大地降低成本，用这种方法进行轴类、筒类锻件及棒材大量生产，很容易得到用户认可，由于市场潜力巨大，将给企业带来巨大经济效益。

5.本发明制造工装设有浇注系统、锭模、保温冒口、保温罩、缓冷坑等，浇注之前将锭模、浇注系统、底盘在地坑中装配好，保温冒口进行预热。采用缓慢浇注方式进行浇注，浇注之后采用高温脱模方式进行脱模，利用保温罩对钢锭进行保温。经过保温之后，吊入缓冷坑进行缓冷，或直接热送到热处理工位，加热并准备锻造。从而，在满足钢锭心部质量前提下，使钢锭的锻后利用率提高到85％以上，适用于重量为2～50吨、直径200mm以上、高径比大于3的柱形铸坯高效生产，为生产轴类及筒类锻件以及棒材提供了高质量铸坯，解决了铸坯缩孔、疏松、裂纹等质量问题以及制造效率低的问题。

附图说明

图1(a)-(b)为圆坯制造工装示意图；其中，图1(a)为浇注前，图1(b)为浇注后。图中，1-下底盘，2-上底盘，3-中注管底座，4-锭模，5-中注管，6-冒口，7-圆坯，8-保温罩，13-内浇道，14-横浇道。

图2(a)-(b)为保温罩结构图；其中，图2(a)为主视图，图2(b)为俯视图。图中，9-吊耳，10-钢板，11-硅酸铝棉，12-钢丝网；15-立柱。

图3为充型过程中流场模拟结果图。

图4为凝固过程中温度场模拟结果图。

图5为采用本发明生产的圆坯样件示意图。

图6为采用本发明生产的轴类锻件示意图。

具体实施方式

如图1(a)-(b)所示，本发明设计了整套大高径比圆形铸坯(圆锭)的制造工装，主要包括：下底盘1、上底盘2、中注管底座3、锭模4、中注管5、冒口6、圆坯7(钢锭)、保温罩8以及缓冷坑和测温设备(热电偶测温系统)等，具体结构如下：

按照圆坯7的高度，选取地坑(浇注坑)，上底盘2和下底盘1上下水平放置在地坑内，在下底盘1、上底盘2上砌筑耐火砖形成的浇注系统，浇注系统采用底注式平稳充型浇注系统，采用成形中注管砖砌成；上底盘2、中注管底座3均装配在底盘1上，上底盘2位于中注管底座3的外围，底盘1采用厚度为200～400mm的厚底盘，中注管底座3上设置中注管5，形成直浇道；锭模4安装在上底盘2上，锭模4大口向下、小口向上，锭模4上下壁厚一致；锭模4的内腔与上底盘2中的内浇道13相连通，每个锭模4采用单独一个内浇道13；下底盘1表面的横浇道14与上底盘2中的内浇道13相连通，横浇道14采用等直径结构，横浇道14尾端设置集渣包；冒口6装配在锭模4上，冒口6采用保温冒口。上述结构，形成圆坯浇注模具。整套圆坯浇注模具中，锭模4、中注管5、冒口6、下底盘1、上底盘2均在地坑中装配，且浇注过程和保温过程也在地坑中完成。地坑的深度应与圆坯浇注模具相匹配，圆坯浇注模具的高度不应超过地坑沿2000mm。保温罩8主要用于圆坯打箱之后的保温，在铸坯打箱之后，将保温罩8罩在圆坯外围，保温罩8的下端落在底盘上，并保持密封。经过保温之后的圆坯，置于缓冷坑中缓冷；测温设备全程采用热电偶测温系统，对圆坯浇注后锭模表面温度及脱模后圆坯外表面温度进行监测。

锭模4的吊柄设置在锭模中间及靠上1/4处，便于吊装，吊柄每侧两个，直径300～450mm。

浇注系统中，中注管底座3和中注管5形成的直浇道上大下小，直浇道上口直径，下口直径，中注管砖壁厚30～60mm；横浇道14采用等直径耐火砖管，直径；内浇道13垂直向上，在横浇道14上直接开出直径的内浇道13。内浇道13上大下小，直径尺寸相差10～15mm。

锭模4采用上小下大正锥度的柱形内腔，锭模锥度0.3％～5％；锭模壁厚100～400mm，锭模采用均匀壁厚，外形与内侧形状一致。

保温冒口内挂保温板，保温板为轻质保温材料，保温板的厚度在30～80mm，其导热系数小于0.5W/mK，密度低于700kg/m³，使冒口具有不仅具有足够强度而且还具有较强的保温功能。打箱时，保温冒口的内层保温板粘附在圆坯上，不能重复使用。

如图2(a)-(b)所示，保温罩8包括：吊耳9、钢板10、硅酸铝棉11、钢丝网12，具体结构如下：按由外到内为钢板10、硅酸铝棉11和钢丝网12三层结构，在保温罩的顶部设置吊耳。

本发明圆坯高效制备工装的工作过程是：

首先进行模具组装，将下底盘1固定在地坑中；在下底盘1上砌筑耐火砖，将上底盘2、中注管底盘3固定在下底盘1上，并在中注管底盘3上安装中注管砖形成中注管5；在上底盘2上安装锭模4，锭模4大口向下、小口向上；在锭模4上安装冒口6；其次进行浇注，浇注过程中，采用氩气保护浇注，减少钢液氧化。同时，采用缓慢浇注方式进行浇注，减轻金属液喷溅；最后，金属液在凝固一段时间后，在高温状态下进行打箱(脱模)、保温，送缓冷坑缓冷；然后，放入热处理炉中进行均匀化退火处理。

利用这种方法浇注圆坯，可以同时浇注多块圆坯，打箱时间早，效率高；采用氩气保护、平稳充型浇注系统及缓慢浇注工艺，可以减少氧化，减少夹杂；高温打箱，在线保温，可以充分利用圆坯余热使圆坯在缓冷坑中缓慢冷却，解决了圆坯缩孔、疏松、裂纹等问题，生产出了高质量圆坯；圆坯经锻造及其它热加工手段，可达到高要求轴类产品。

本发明中，平稳充型浇注系统可以采用中国发明专利申请：一种无气隙平稳充型浇注设计方法及所用浇注系统，申请号200310105217.0。

本发明圆坯高效制备方法如下：

1、在圆坯制备过程中，严格控制夹杂物水平非常重要，可以保证圆坯的纯净度，减少夹杂，需要进行纯净化冶炼，提高钢水纯净度；浇注过程，采用氩气保护，减少氧化；利用平稳充型浇注系统，缓慢浇注，使金属液进行型腔平稳，不产生喷溅；浇注形成后，加保温覆盖剂，利用筛撒方式加入，减少覆盖剂对金属液面冲击。

保温覆盖剂在浇注之前不加入，当浇注开始后，见到光亮金属液面时开始加入。浇注过程中加入保温覆盖剂，加入量0.1～2.5kg/t。整个浇注过程中，覆盖剂一直覆盖液面，使液面全部处在覆盖剂的保护下，没有露点。

2、传统工艺方法制备的圆坯如果高径比不超过3，缩孔、疏松较为严重，锻造过程中缺陷不愈合，造成轴类产品报废。本发明方法制备的圆坯高径比在3以上(一般为3～10)，严格控制缩孔、疏松，主要采用保温冒口，保温冒口不仅具有较高的强度而且还具有较高的保温性能，增加冒口的补缩能力，能够有效增加冒口的利用率，减少一次缩孔。同时，采用高温打箱工艺，充分发挥金属的自补缩能力，减少疏松缺陷。

3、圆坯高效制备。采用高温打箱工艺，使模具得到充分利用；采用上小下大柱形铸坯，缩小了冒口，减少了打磨、修补以及去除冒口工作量。

如图1、图2所示，本发明圆坯高效制备工艺如下：

由图1可见，下底盘1安置在浇注地坑中，上底盘2、中注管底盘3、锭模4均布置在下底盘1上，使浇注系统与圆坯型腔顺利地连接在一起，冒口6落在锭模4上，使保温冒口充分发挥补缩作用。

由图2可见，圆坯采用高温打箱，在高温打箱后，采用保温罩对圆坯进行保温，不仅有利于提高生产效率，而且有力于补缩。

在浇注过程中，采用氩气保护，减少氧化；利用平稳充型浇注系统，缓慢浇注，使金属液进行型腔平稳，不产生喷溅；浇注形成后，加保温覆盖剂，利用筛撒方式加入，减少覆盖剂对金属液面冲击，防止卷渣。

4、高效制备圆坯的主要工艺参数：(1)通过计算机模拟完成了浇注系统设计，重点设计了内浇道尺寸，内浇道垂直向上，内浇道数量为单个，内浇道直径 。浇注过程如图3所示，直浇口与钢包滑动水口之间采用密封罩进行密封，并在密封罩中充入氩气进行保护。(2)严格控制浇注温度，高温出炉，炉外精炼，浇注温度按不同钢种液相线温度计算，为高于液相线温度30℃以上。(3)采用高温打箱工艺，浇注之后，凝固一定时间打箱，打箱时间根据模拟凝固时间确定。如图4所示，圆坯凝固过程的温度场。通过计算铸件的温度场确定凝固时间，圆坯凝固壳厚20～300mm时打箱；先吊去冒口箱，吊走锭模，用保温罩将圆坯罩上，控制圆坯表面温度为800～1200℃。(4)保温3～15h后，转运到缓冷坑进行缓冷。缓冷到200℃以下，再进热处理窑，进行均匀化退火处理，炉温与铸件温度相一致，温差不超过100℃，并且在圆坯进入热处理炉后，先进行均温，待温度完全一致后，再进行升温。本发明中，均匀化退火热处理温度为900～1120℃，保温时间为4～12h，随炉冷却。整个过程中，利用测温设备(热电偶测温系统)对温度进行检测。

如图1所示，本发明根据浇注工艺要求，确定了浇注速度、浇注时间，根据补缩要求设计保温冒口，同时根据打箱后保温要求，设计了保温罩；具体为：

1)浇注温度和速度：浇注温度根据材料的液相线温度确定，利用软件计算材料的液相线温度，确定浇注温度为液相线以上30～80℃；浇注速度为0.5～5.0t/min(吨/分钟)，15t圆坯浇注时间在15min以上。

2)保温冒口：根据补缩要求，设计优质保温冒口，所采用的保温板其导热系数小于0.5W/mK，密度低于700kg/m³，使冒口具有不仅具有足够强度而且还具有较强的保温功能。冒口锥度为1～8％(保温冒口内径趋于上小下大)，高度为300～600mm。

保温板厚度30～80mm，保温板的内部转角处制成R200mm圆弧。冒口进行预热，预热温度不低于200℃。

3)锭模：锭模为圆筒形，采用铸铁HT200材料，壁厚100～400mm，锥度为0.3～5％。为了打箱(脱模)方便，采用上小下大形式，上口小有利于高温打箱，上口直径比下口直径小30～200mm。浇注之前，对锭模进行清理，去除表面铁锈，而后将锭模预热至60℃以上；随之对锭模内腔刷涂料，涂料层厚度为0.2～5mm，进一步有利于脱模。

本发明中，L为冒口或锭模的下口直径，l为冒口或锭模的上口直径，H为冒口或锭模的高度。

4)保温罩：圆坯保温罩8为圆坯保温，方形钢架结构，外层为3～5mm厚的钢板10，中间夹层为20～50mm厚的硅酸铝棉11，内层为用于固定硅酸铝棉的钢丝网12。钢板10内侧设有立柱15，使钢丝网12与外层钢板10牢固连接，并且对中间层硅酸铝棉11起定位作用(图2)。保温罩8外侧安装吊装装置(吊耳9)，在保温罩8上面安装四个吊耳9，以便平稳吊装，窄面分别安装两个吊柄，以便运输过程中可以放平。圆坯打箱之后，迅速将保温罩8罩在红热的圆坯上，保温罩8下端落在底盘上，保持下面密封，减少热量散失。

下面结合附图及实施例详述本发明。

实施例1

本实施例采用本发明生产的圆坯重量为14.1t，高径比5，具体工艺参数如下：

直浇道上口直径直浇道下口直径中注管砖壁厚35mm；横浇道内径在横浇道上直接开出直径的内浇道，内浇道上大下小，直径尺寸相差10mm。锭模锥度为2％，锭模壁厚300mm。采用优质保温冒口，冒口高度400mm，冒口锥度为2％，冒口保温板厚度为30mm；使用前，冒口预热温度为300℃。

锭模预热温度80℃，内部喷涂1mm厚的锆英粉涂料。将底盘放置在浇注坑中，然后装配浇注系统、锭模和冒口，之后进行金属液浇注。浇注的金属液材质为42CrMo，浇注过热度为40℃，浇注速度为1.0t/min，浇注过程中采用筛撒方式向锭模中的金属液面上及保温覆盖剂，加入量为0.5kg/t。

浇注结束后0.7h，铸坯外表面凝固层厚度达到100mm以上，进行高温打箱。先脱去冒口，然后脱去锭模，采用热电偶测温系统检测圆坯表面温度为1060℃，随即将保温罩罩在铸坯上对铸坯实施保温，保温过程中监测铸坯表面温度。保温5h后，运至缓冷坑进行缓冷，然后入炉退火。本实施例中，去应力退火热处理温度为600℃，保温时间为7h，随炉冷却。

本实施例采用本发明生产的14.1t圆坯，见图5，表面无铸造裂纹，经锻造后生产出轴件产品，性能满足使用要求，见图6。

实施例2

本实施例采用本发明生产的圆坯重量为15t，高径比5.3，具体工艺参数如下：

直浇道上口直径直浇道下口直径中注管砖壁厚50mm；横浇道内径在横浇道上直接开出直径的内浇道，内浇道上大下小，直径尺寸相差15mm。锭模锥度为4％，锭模壁厚350mm。采用优质保温冒口，冒口高度500mm，冒口锥度为4％，冒口保温板厚度为40mm；使用前，冒口预热温度为300℃。

锭模预热温度100℃，内部喷涂2mm厚的锆英粉涂料。将底盘放置在浇注地坑中，然后装配浇注系统、锭模和冒口，之后进行金属液浇注。浇注的金属液材质为H13，浇注过热度为50℃，浇注速度为0.9t/min，浇注过程中采用筛撒方式向锭模中的金属液面上及保温覆盖剂，加入量为1.0kg/t。

浇注结束后1.2h，铸坯外表面凝固层厚度达到150mm以上，进行高温打箱。先脱去冒口，然后脱去锭模，采用热电偶测温系统检测圆坯表面温度为1090℃，随即将保温罩罩在铸坯上对铸坯实施保温，保温过程中监测铸坯表面温度。保温12h后，运至缓冷坑进行缓冷，然后入炉退火。本实施例中，去应力退火热处理温度为600℃，保温时间为5h，随炉冷却。

本实施例采用本发明生产的15t圆坯，表面无铸造裂纹，经锻造及采用其它热加工手段后生产出直径为的棒材，性能满足使用要求。

实施例结果表明，由于本发明采用采用上小下大的圆筒形锭模设计，实施高温打箱工艺，提高了生产效率，同时也提高了产品的利用率。本发明采用平稳充型浇注系统，同时采用筛撒方式添加保温覆盖剂，并在钢包滑动水口与中注管间对金属液实施保护，防止了金属液氧化，保障了充型稳定性，有利于提高圆坯纯净度。本发明采用优质保温冒口，并实施高温打箱和保温缓冷工艺，有利于圆坯凝固过程中的液态补缩和自补缩，消除了内部缩孔疏松缺陷，保障了圆坯质量。

Claims (10)

1.一种大高径比圆形铸坯的制造工装，其特征在于：该制造工装设有浇注系统、上底盘、下底盘、锭模、保温冒口、保温罩、缓冷坑以及测温设备，具体结构如下：

按照圆坯的高度，选取地坑，上底盘和下底盘上下水平放置在地坑内，在下底盘、上底盘上砌筑耐火砖形成的浇注系统，浇注系统采用底注式平稳充型浇注系统，采用成形中注管砖砌成；上底盘、中注管底座均装配在底盘上，上底盘位于中注管底座的外围，底盘采用厚度为200～400mm的厚底盘，中注管底座上设置中注管，形成直浇道；锭模安装在上底盘上，锭模大口向下、小口向上，锭模上下壁厚一致；锭模的内腔与上底盘中的内浇道相连通，每个锭模采用单独一个内浇道；下底盘表面的横浇道与上底盘中的内浇道相连通，横浇道采用等直径结构，横浇道尾端设置集渣包；冒口装配在锭模上，冒口采用保温冒口；上述结构，形成圆坯浇注模具；整套圆坯浇注模具中，锭模、中注管、冒口、下底盘、上底盘均在地坑中装配，且浇注过程和保温过程也在地坑中完成；在铸坯打箱之后，将保温罩罩在圆坯外围，保温罩的下端落在底盘上，并保持密封；经过保温之后的圆坯，置于缓冷坑中缓冷；测温设备全程采用热电偶测温系统，对圆坯浇注后锭模表面温度及脱模后圆坯外表面温度进行监测。

2.按照权利要求1所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，其特征在于：浇注系统中，中注管底座和中注管形成的直浇道上大下小，直浇道上口直径 ，下口直径，中注管砖壁厚30～60mm；横浇道采用等直径耐火砖管，直径；内浇道垂直向上，在横浇道上直接开出直径 的内浇道；内浇道上大下小，直径尺寸相差10～15mm。

3.按照权利要求1所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，其特征在于：锭模采用上小下大正锥度圆筒形锭模，锭模锥度0.3％～5％；锭模壁厚100～400mm，锭模采用均匀壁厚，外形与内侧形状一致。

4.按照权利要求1所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，其特征在于：保温冒口锥度为1～8％，高度300～600mm；冒口采用两层结构，外层冒口箱为铸铁材料，冒口箱内挂保温板，保温板厚度30～60mm。

5.按照权利要求1所述的大高径比圆形铸坯的制造工装，其特征在于：保温罩按由外到内的钢板、硅酸铝棉和钢丝网组成方形框架结构，外层为钢板，中间夹层为硅酸铝棉，内层为用于固定硅酸铝棉的钢丝网。

6.一种权利要求1所述制造工装的大高径比圆形铸坯高效制备方法，其特征在于：首先根据模具高度选取合适浇注坑，进行模具组装，将下底盘固定在地坑中；在下底盘上砌筑耐火砖，横浇道的尾部耐火砖用带有集渣包的耐火砖；将上底盘、中注管固定在下底盘上，并在中注管底盘上安装中注管砖形成中注管；在上底盘上安装锭模，锭模大口向下、小口向上；同时，对冒口进行预热，并将预热后的冒口组装到锭模上；其次进行浇注，浇注过程中，采用氩气保护浇注，减少钢液氧化；同时，采用缓慢浇注方式进行浇注，减轻金属液喷溅；铸坯凝固后，在高温状态下进行打箱，先后将冒口和锭模从圆坯上部脱出，用保温罩将圆坯罩上，经保温后，利用运输台车将圆坯运送到缓冷坑处进行缓冷，最后放入热处理炉中进行退火处理。

7.按照权利要求6所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，其特征在于：采用保温冒口对圆坯进行顶部补缩，保温冒口采用内层挂保温板方式制造，内层保温板为轻质保温材料；冒口进行预热，预热温度不低于200℃。

8.按照权利要求6所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，其特征在于：锭模采用上小下大形式，上口直径比下口直径小50～200mm；浇注之前，对锭模进行清理，去除表面铁锈，而后将锭模预热至60℃以上；随之对锭模内腔刷涂料，涂料层厚度为0.2～5mm。

9.按照权利要求6所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，其特征在于：采用平稳充型浇注系统进行缓慢浇注，浇注速度0.5～5.0t/min，浇注过程中加保温覆盖剂，加入量0.1～2.5kg/t，保温覆盖剂采用筛撒方式加入；直浇口与钢包滑动水口之间采用密封罩进行密封，并在密封罩中充入氩气进行保护。

10.按照权利要求6所述的大高径比圆形铸坯高效制备方法，其特征在于：当浇注完成后，铸坯外表面凝固层厚度达到20～300mm时，进行高温打箱；用吊车吊走锭模，用保温罩将红热铸坯罩上，使圆坯在原位置上保温，保温罩保温过程中使圆坯表面温度维持在800～1200℃范围内，保温3～15h后，利用运输台车将圆坯运到缓冷坑处进行缓冷；缓冷至200℃以下之后，圆坯进入热处理炉进行退火处理。