CN104209481B - 空心钢锭浇注模具及采用其浇注空心钢锭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空心钢锭浇注模具，包括一底座、一中空柱状的外模及一柱状的芯模，所述外模包括两个或两个以上相互配合且密封的半外模，所述芯模包括两个或两个以上柱状的、相互配合且密封的短芯模，所述芯模与外模沿共同的中心轴方向密封在底座上且芯模置于外模内部，底座、芯模与外模共同形成一空腔。本发明提供的空心钢锭浇注模具通过将外模分割为多个半外模、将芯模分割为多个短芯模，从而降低脱模过程中模具与钢锭之间的张力，方便脱模；同时，采用本发明提供的空心钢锭浇注模具和浇注方法可以浇注上下端尺寸相等的空心钢锭，从而提高空心钢锭的可利用体积。

Description

空心钢锭浇注模具及采用其浇注空心钢锭的方法
技术领域
本发明涉及钢锭浇注模具及钢锭的浇铸方法，尤其涉及一种空心钢锭浇注模具及采用其浇注空心钢锭的方法。
背景技术
空心钢锭在浇注完成后，钢锭与模具贴合紧密，导致脱模困难。为了克服上述问题，一般将模具设计成上下端尺寸不等的形状，如此，钢锭脱模相对容易，但是由此浇注成的空心钢锭形状尺寸也会受模具形状的影响，变成上下端尺寸不等的形状，从而导致空心钢锭的可利用体积降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种方便脱模、能有效提高空心钢锭的可利用体积的空心钢锭浇注模具及采用其浇注空心钢锭的方法。
为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种空心钢锭浇注模具，包括一底座、一中空柱状的外模及一柱状的芯模，所述外模包括两个或两个以上相互配合且密封的半外模,所述芯模包括两个或两个以上柱状的、相互配合且密封的短芯模,所述芯模与外模底部分别与底座密封，芯模与外模沿共同的中心轴方向设置在底座上且芯模置于外模内部，底座、芯模与外模共同形成一空腔。
本发明另一方面提供了采用上述空心钢锭浇注模具浇注空心钢锭的方法，其包括以下步骤：
浇注：向外模和芯模之间的空腔内浇注钢液；
降温凝固：给浇注模具和钢液降温，使钢液结晶；
脱模：待钢液结晶完全后，依次脱去各个半外模，依次取出各个短芯模。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：本发明提供的空心钢锭浇注模具通过将外模分割为多个半外模、将芯模分割为多个短芯模，从而降低脱模过程中模具与钢锭之间的张力，方便脱模；同时，采用本发明提供的空心钢锭浇注模具和浇注方法可以浇注上下端尺寸相等的空心钢锭，从而提高空心钢锭的可利用体积。
附图说明
图1为本发明第一实施例的空心钢锭浇注模具的正面剖视图；
图2为本发明第一实施例的空心钢锭浇注模具的俯视剖视图；
图3为本发明第一实施例的空心钢锭浇注模具的爆炸图；
图4为本发明第二实施例的空心钢锭浇注模具的正面剖视图；
图5为本发明第三实施例的空心钢锭浇注模具的正面剖视图；
具体实施方式
如图1~3所示，本发明公布的空心钢锭浇注模具，包括一底座1、一中空柱状的外模2及一柱状的芯模3。
底座1与芯模3和外模2共同形成容纳钢液的空腔5，因此，可在底座1上设置第一凹槽11和第二凹槽12，芯模3和外模2底部分别卡设在第一凹槽11和第二凹槽12内并与其密封。
外模2主要起散热和辅助钢锭成型的作用，外模2底部与底座1密封，外形可以根据钢锭的具体形状要求设计。在本发明中，所述外模2设计为上下两端尺寸相等，如此可以提高空心钢锭的可利用体积。外模2包括两个或两个以上相互配合且密封的半外模21,在脱模过程中，可以沿着外模2的径向脱离钢锭与单个半外模21，相比于沿着外模2的中心轴方向脱离钢锭与单个半外模21，更加省力。两个或两个以上半外模21相互之间的配合且密封方式可以采用公知技术，不过至少其中有两个半外模21在外模2侧壁上的密封线22贯穿外模2的上下两个端面。优选的，所述两个或两个以上的半外模21在外模2侧壁上的密封线22与外模2中心轴相平行。
芯模3主要起散热和辅助钢锭成型的作用，芯模3与外模2沿共同的中心轴方向密封在底座1上，外形可以根据钢锭的具体形状要求设计。在本发明中，所述芯模3设计为上下两端尺寸相等，如此可以提高空心钢锭的可利用体积。芯模3包括两个或两个以上柱状的、相互配合且密封的短芯模31，在脱模过程中，可以优先脱出其中一个短芯模31，在脱出另外一个，如此，脱模过程中钢锭与单个短芯模31之间的张力相对较小，方便钢锭与短芯模31脱离。短芯模31可以设置两个或两个以上，相互之间的配合且密封方式可以采用公知技术，优选的，所述两个或两个以上柱状的短芯模31相互之间的密封面32与芯模3中心轴方向垂直。更优选的，所述短芯模设置为两个，上、下短芯模长度之比为1:2～1:1。
如图4~5所示，作为对本发明的空心钢锭浇注模具的一种改进，所述芯模3外壁设置有耐温层4，如此，耐温层4处于芯模3和凝固后的钢锭之间，方便钢锭与芯模3脱离。基于同样的考虑，所述外模2内壁上也可以设置耐温层4。耐温层4应选用耐高温且不溶于钢液的材料。优选的，所述耐温层厚度为3～10mm。
以下结合具体实施例介绍采用本发明公布的空心钢锭浇注模具浇注空心钢锭的方法。
第一实施例
首先，组装空心钢锭浇注模具。先将各个短芯模31从上至下套设在底座1的第一凹槽11内并密封好；再将各个半外模21组装套设在底座1的第二凹槽12内并密封好。
其次浇注，浇注钢液至钢液均匀填充在外模2和芯模3之间的空腔5内，钢液液面低于芯模3和外模2顶部。
然后降温凝固，给浇注模具和钢液降温，使钢液结晶。可同时给芯模3和外模2降温，从而保证钢液凝固线尽量处于钢锭端面中心线上。外模2可以通过向周围空气散热降温，芯模3内部可通入冷却气体或者冷却液降温。控制钢液降温速率为40～60℃/s。
最后脱模：待钢液结晶完全后，将外模2沿着密封线破开，脱出半外模21，将芯模3沿着密封线破开，脱出短芯模31。具体的，可沿外模2的径向方向敲打半外模21上沿，依次脱去各个半外模21；将短芯模31沿着中心轴的方向依次拔出，从而脱去各个短芯模31，得到浇注成型的钢锭。具体的，待钢液降温至850～900℃时开始脱模。
第二实施例
本发明第二实施例的浇注空心钢锭的方法与第一实施例基本相同，不同之处在于组装空心钢锭浇注模具的过程：先将各个短芯模31从上至下套设在底座1的第一凹槽11内并密封好；再将耐温层均匀设置在芯模3的外壁，设置厚度为3～10mm；最后将各个半外模21组装套设在底座1的第二凹槽12内并密封好。
第三实施例
本发明第三实施例的浇注空心钢锭的方法与第一实施例基本相同，不同之处在于组装空心钢锭浇注模具的过程：先将各个短芯模31从上至下套设在底座1的第一凹槽11内并密封好；再将耐温层均匀设置在芯模3的外壁，设置厚度为3～10mm；然后将各个半外模21组装套设在底座1的第二凹槽12内并密封好；最后将耐温层均匀设置在外模2的内壁。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：本发明提供的空心钢锭浇注模具通过将外模2分割为多个半外模21、将芯模3分割为多个短芯模31，从而降低脱模过程中模具与钢锭之间的张力，方便脱模；同时，采用本发明提供的空心钢锭浇注模具和浇注方法可以浇注上下端尺寸相等的空心钢锭，从而提高空心钢锭的可利用体积；此外，通过在芯模3的外壁或者外模2的内壁设置耐温层4，可进一步降低脱模过程中模具与钢锭之间的张力，方便脱模。

Claims (9)

1.一种空心钢锭浇注模具，包括一底座、一中空柱状的外模及一柱状的芯模，所述外模包括两个或两个以上相互配合且密封的半外模,所述芯模包括两个或两个以上柱状的、相互配合且密封的短芯模,所述芯模与外模沿共同的中心轴方向密封在底座上且芯模置于外模内部，底座、芯模与外模共同形成一空腔，所述芯模外壁上设置有耐温层。
2.如权利要求1所述的空心钢锭浇注模具，其特征在于：所述两个或两个以上的半外模在外模外壁上的密封线与外模中心轴相平行。
3.如权利要求1所述的空心钢锭浇注模具，其特征在于：所述两个或两个以上柱状的短芯模相互之间的密封面与芯模中心轴方向垂直。
4.如权利要求3所述的空心钢锭浇注模具，其特征在于：所述短芯模设置为两个，上、下短芯模长度之比为1:2～1:1。
5.如权利要求1所述的空心钢锭浇注模具，其特征在于：所述外模内壁上设置有耐温层。
6.如权利要求5所述的空心钢锭浇注模具，其特征在于：所述耐温层厚度为3～10mm。
7.一种采用权利要求1所述的空心钢锭浇注模具浇注空心钢锭的方法，其包括以下步骤：
浇注：向外模和芯模之间的空腔内浇注钢液；
降温凝固：给浇注模具和钢液降温，使钢液结晶；
脱模：待钢液结晶完全后，依次脱去各个半外模，依次取出各个短芯模。
8.如权利要求7所述的空心钢锭浇注模具浇注空心钢锭的方法，其中，钢液降温速率为40～60℃/s。
9.如权利要求8所述的空心钢锭浇注模具浇注空心钢锭的方法，其中，待钢液降温至850～900℃时开始脱模。
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