CN107790651B - 一种改善钢锭冷却条件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改善钢锭冷却条件的方法，在底盘上加工出环形出气槽和与其相通的进气通道，将钢锭模放在底盘上，两者接触的外部用耐火泥密封，将压缩空气管插入进气通道，并将各构件之间用耐火泥和石棉绳密封。浇注后，当钢锭与钢锭模之间产生气隙时，撬动保温帽使其与钢锭模之间出现缝隙。打开阀门，压缩空气从压缩空气管经由进气通道进入出气槽，接着进入钢锭模与底盘之间的空隙以及钢锭与钢锭模之间的气隙，最终从保温帽与钢锭模之间的缝隙排出，实现冷空气与热空气的不断流动与置换。本发明可有效解决气隙限制传热的问题，加速钢锭和钢锭模的冷却速率，促进钢锭自下而上的顺序凝固，减轻钢锭的中心偏析和疏松等缺陷，提高钢锭质量。

Description

一种改善钢锭冷却条件的方法

技术领域

本发明属于金属液浇铸技术领域，特别涉及一种可改善钢锭冷却条件的新方法。

背景技术

以钢锭模作为钢液浇注冷却成型的载体，采用这种模铸方式生产钢锭，虽历经了百年以上，目前仍然普遍被使用。模铸方式生产钢锭存在冷却速度低，钢锭凝固组织粗大、偏析较重等质量问题。造成钢锭存在冷却速度低的主要原因之一，是在钢锭冷却过程中，由于钢锭是由液态开始凝固并冷却，温差达到1200℃以上，所以其收缩量远高于钢锭模，因而浇注后在钢锭的冷却过程中，钢锭模与钢锭之间出现气隙。由于钢锭模与钢锭本体围成的这个气隙相对封闭，所以气隙内的空气不能与外界的大气发生对流，导致气隙内气体成为钢锭向外传热的限制性环节。

为了增加钢锭向外传热的速度，技术人员开发了一些技术。比如，水冷钢锭模、气冷钢锭模等，其方法是在铸造钢锭模时铸入管道，使用时管道通水或者通气，用于加速钢锭模的冷却。但是这些方法还是不能解决气隙限制传热的问题，冷却效果不好，并且其制作成本很高，钢锭模所受热应力激增，寿命大大降低。所以并未被推广使用。

迄今为止，尚无可行的技术解决钢锭模散热慢这一问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种能提高钢锭的冷却速度，实现自下而上顺序凝固，从而减轻钢锭的中心偏析、中心疏松等缺陷，提高钢锭质量的改善钢锭冷却条件的方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种改善钢锭冷却条件的方法，利用压缩空气由进入到排出的过程中，从钢锭表面带走的大量热量，对钢锭和钢锭模进行冷却；并采取压缩空气由钢锭的底部进入，由钢锭顶部排出的冷却方式，对钢锭的冷却作用自下而上逐渐减弱，在实现对钢锭加速冷却的同时，促进了钢锭自下而上的顺序凝固。其具体方法和步骤为：

(1)在钢锭模底盘上表面与钢锭模下端接触的圆周上加工出一圈环形出气槽，同时在底盘侧壁加工一条“L”形进气通道，进气通道另一端与出气槽相通连。

(2)浇注前，先将底板置于浇铸位置的地面上，将底盘、上中注管和下中注管安放在底板上；再将钢锭模安放在底盘上，并将钢锭模与底盘接触的外1/3部分用耐火泥密封，并将压缩空气管插入进气通道；最后将保温帽安放在钢锭模上，安放过程中各构件之间用耐火泥和石棉绳密封。

(3)浇注完毕2.5～3.5min后，随着钢锭表面凝固及凝壳收缩，钢锭与钢锭模之间产生气隙；此时轻轻撬动保温帽，使保温帽与钢锭模之间出现缝隙。

(4)打开压缩空气管道阀门，压缩空气从压缩空气管经由进气通道进入环形出气槽，接着进入钢锭模与底盘之间的空隙，随后进入钢锭与钢锭模之间的气隙，在钢锭模与钢锭之间形成空气冷却层，最终从保温帽与钢锭模之间的缝隙排出，实现冷空气与热空气的不断流动与置换。

(5)将压缩空气流量控制在100～150L/min，保持10～16小时后，摘掉保温帽，脱模，吊出钢锭。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、能够让钢锭与钢锭模之间气隙内大量进入常温空气，解决气隙限制传热的问题，同时能够促进钢锭自下而上的顺序凝固作用，进而减轻钢锭的中心偏析、中心疏松等缺陷，提高钢锭质量。

2、无需附加设备，便于加工，制作成本低廉。

3、本发明工艺简便易行，可靠安全，投资及维护成本低。

附图说明

图1是铸锭装置部分剖面示意图。

图中：进气通道1、压缩空气管2、耐火泥密封3、出气槽4、空隙5、气隙6、钢锭模7、缝隙8、保温帽9、钢锭10、底盘11、上中注管12、下中注管13、底板14。

具体实施方式

本发明改善钢锭冷却条件的方法，主要是利用压缩空气由进入到排出的过程中，从钢锭10表面带走的大量热量，对钢锭10和钢锭模7进行冷却；并采取压缩空气由钢锭10的底部进入，由钢锭10的顶部排出的冷却方式，对钢锭10的冷却作用自下而上逐渐减弱，在实现对钢锭10加速冷却的同时，促进了钢锭10自下而上的顺序凝固。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：浇铸单重15吨Q345B钢种八角钢锭。

1、在钢锭模7的底盘11上表面与钢锭模7下端接触的圆周上加工出一圈环形出气槽4，同时在底盘11的侧壁加工一条“L”形进气通道1，进气通道1的另一端与出气槽4相通连。

2、浇注前，先将底板14置于浇铸位置的地面上，将底盘11、上中注管12和下中注管13安放在底板14上；再将钢锭模7安放在底盘11上，并将钢锭模7与底盘11接触的外1/3部分用耐火泥密封3进行密封，并将压缩空气管2插入进气通道1；最后将保温帽9安放在钢锭模7上，安放过程中各构件之间用耐火泥和石棉绳密封。

3、浇注完毕3min后，随着钢锭10表面凝固，凝壳收缩，钢锭10与钢锭模7之间产生气隙6。此时轻轻撬动保温帽9，使保温帽9与钢锭模7之间出现缝隙8。

4、打开压缩空气管道阀门，压强为0.3～0.35MPa。压缩空气从压缩空气管2经由进气通道1进入环形出气槽4，接着进入钢锭模7与底盘11之间的空隙5，随后进入钢锭10与钢锭模7之间的气隙6，在钢锭模7与钢锭10之间形成空气冷却层，最终从保温帽9与钢锭模7之间的缝隙8排出，从而实现冷空气与热空气的不断流动与置换。

5、将压缩空气流量控制在120L/min，保持11小时后，摘掉保温帽9，脱模，吊出钢锭10。

与常规浇铸相比，实施例1基本消除了钢锭10与钢锭模7之间气隙的热阻，钢锭10的冷却强度提高。浇注结束到脱模的时间缩短1小时。自下而上的顺序凝固得到加强，钢锭10的中心偏析、中心疏松等缺陷由2.0级降低到1.5级，钢锭10质量得到提高。

实施例2：浇铸单重38吨16Mn钢种扁钢锭。

步骤1～3与实施例1相同。步骤4压强为0.35～0.4MPa。

步骤5流量控制在150L/min，保持15.5小时后，摘掉保温帽9，脱模，吊出钢锭10。

与常规浇铸相比，实施例2基本消除了钢锭10与钢锭模7之间气隙的热阻，钢锭10的冷却强度提高。浇注结束到脱模的时间缩短1.5小时。自下而上的顺序凝固得到加强，钢锭10的中心偏析、中心疏松等缺陷由1.5级降低到1.0级，钢锭10质量得到提高。

Claims (1)

1.一种改善钢锭冷却条件的方法，其特征在于，利用压缩空气由进入到排出的过程中，从钢锭表面带走的大量热量，对钢锭和钢锭模进行冷却；并采取压缩空气由钢锭的底部进入，由钢锭顶部排出的冷却方式，对钢锭的冷却作用自下而上逐渐减弱，在实现对钢锭加速冷却的同时，促进了钢锭自下而上的顺序凝固；其具体方法和步骤为：

(1)在钢锭模底盘上表面与钢锭模下端接触的圆周上加工出一圈环形出气槽，同时在底盘侧壁加工一条“L”形进气通道，进气通道另一端与出气槽相通连；

(2)浇注前，先将底板置于浇铸位置的地面上，将底盘、上中注管和下中注管安放在底板上；再将钢锭模安放在底盘上，并将钢锭模与底盘接触的外1/3部分用耐火泥密封，并将压缩空气管插入进气通道；最后将保温帽安放在钢锭模上，安放过程中各构件之间用耐火泥和石棉绳密封；

(3)浇注完毕2.5～3.5min后，随着钢锭表面凝固及凝壳收缩，钢锭与钢锭模之间产生气隙；此时轻轻撬动保温帽，使保温帽与钢锭模之间出现缝隙；

(4)打开压缩空气管道阀门，压缩空气从压缩空气管经由进气通道进入环形出气槽，接着进入钢锭模与底盘之间的空隙，随后进入钢锭与钢锭模之间的气隙，在钢锭模与钢锭之间形成空气冷却层，最终从保温帽与钢锭模之间的缝隙排出，实现冷空气与热空气的不断流动与置换；

(5)将压缩空气流量控制在100～150L/min，保持10～16小时后，摘掉保温帽，脱模，吊出钢锭。