CN108746449A - 一种大中型钢锭的锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大中型钢锭的锻造方法，属于锻造技术领域，其目的在于解决大中型钢锭锻造工艺中钳把中心内缩孔、材料利用率低的问题，提供一种可提高大中型锻件的内部产品质量，提高钢锭材料利用率的大中型钢锭的锻造方法。本发明包括以下步骤：生产钢锭、清理残渣、预镦粗、压钳把、镦粗、拔长、切除帽口。通过在大中型钢锭压钳把操作之前进行预镦粗，使得钢锭钳把中心内缩孔几率大大降低，从而提高了钢锭材料利用率以及锻件质量。

Description

一种大中型钢锭的锻造方法

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种大中型钢锭的锻造方法。

背景技术

大中型锻件一般均采用自由锻方式进行生产，所使用的原材料为大中型钢锭，钢锭生产浇注方式一般有上注法及下注法两种方式,上注法是将钢液从钢锭模顶端直接浇入模内，钢液冷凝后，脱模成为钢锭；而下注法是钢液经钢锭模底盘通道，从模底流入模内，下注法生产率更高。在下注法生产大中型钢锭过程中，为降低钢锭模具消耗及尽可能满足锻件重量所需，目前已普遍采用通用钢锭模中用帽部保温绝热板浮游的方式进行生产，以控制各种不同需求的钢锭重量，由该方法生产的钢锭帽口形态一般(如图1所示)。

目前采用下注法生产的大中型钢锭规格可达到接近100t左右，而大中型锻件所使用的20T以上的大中型钢锭截面尺寸一般均在1200mm以上，因采用浮游帽口生产，其帽口长度一般为500～800mm，帽口段截面直径尺寸基本相同，略小于钢锭锭身上部尺寸。因钢锭帽口部份的钢液四周与中心先后顺序凝固，故正常凝固收缩的钢锭帽口上端表面一般均为四周略高、中心下凹的浅碟状形态(如图1所示)。

钢锭帽口部份的钢液最后在凝固会产生缩孔、疏松、严重偏析及夹杂物聚集等冶金缺陷，由于钢液凝固的先后顺序等因素，该缩孔、疏松、严重偏析及夹杂物等缺陷往往聚集于钢锭中心等轴且靠近帽口处，并形成“V”型区域(如图1所示)。

而为了保证锻件质量工艺达到要求标准，该钢锭的帽口部份在锻造过程中一般需要对其进行彻底去除。因为大中型钢锭的截面尺寸大，为方便锻造操作机进行夹持的操作，常规工艺要求需要在锻造过程中第一火次将钢锭帽口进行压制钳把操作，随后再将钳把置于镦粗漏盘中进行钢锭镦粗、拔长以及其他后续锻造常规操作。

通过以上常规方法对大中型钢锭进行锻造，因为一般大中型钢锭的截面尺寸较钢锭帽口较大，而且帽口的端面呈内凹形态(如图2所示)，因此在压制钳把操作中极易发生钳把中心内缩孔，导致质量缺陷的“V”型区域往锭身部位缩退，进而导致锻件的质量差、成材率低；另一方面，为保证锻件的质量，常规大中型钢锭锻造工艺过程中对钢锭帽口的去除量大，降低了大中型钢锭的材料利用率，增大了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于：解决大中型钢锭锻造工艺中钳把中心内缩孔、材料利用率低的问题，提供一种可提高大中型锻件的内部产品质量，提高钢锭材料利用率的大中型钢锭的锻造方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种大中型钢锭的锻造方法，包括以下步骤：

a)生产钢锭；

b)清理残渣；

c)预镦粗:对钢锭进行加热，然后将钢锭帽口一端向下置于镦粗板工装上先进行一次预镦粗，直至钢锭帽口凹陷处与帽口的顶面平齐或向远离锭身一侧凸起；

d)压钳把；

e)镦粗；

f)拔长；

g)切除帽口。

其中，步骤a中，采用下注法浇铸钢锭；钢锭模上部装配有帽口绝热板，浇铸时帽口绝热板不与钢液粘连。

其中，在钢锭加热前清除钢锭锭身与帽口连接处及帽口外表面的残钢。

其中，步骤c中，镦粗板工装为球面盘或者球面漏盘。

其中，步骤d中，对钢锭的帽口进行钳把压制。

其中，步骤d中，采用满砧小压下量的方法对帽口端四周和部分锭身进行多次压下成型，每次压下量为帽口高度的5％～10％。

其中，步骤e以及步骤f中，及时用火焰枪清理除钳把以外的钢锭表面的表面缺陷。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过在压钳把之前对钢锭进行一次预镦粗，预镦粗时将钢锭帽口向下放置使得镦粗过程中缩孔、疏松、偏析及夹杂物聚集的“V”型区域往远离锭身方向偏离；在随后进行的压钳把操作中，一方面由于钢锭帽口上端表面略高于帽口四周或者与帽口四周平齐，这样避免了钢锭在压钳把操作时帽口端面内凹，进而避免了质量缺陷的“V”型区域往锭身部位缩退，从而保障了锻件的质量以及成材率；

另一方面，虽然常规大中型钢锭锻造工艺对钢锭会有镦粗的操作，但是由于对钢锭先进行压钳把操作已经使得帽口端面形成内凹状态，之后再对钢锭进行镦粗只会使得质量缺陷的“V”型区域往锭身部位缩退越深，因此所得到的锻件质量不能得到良好的保证。而本发明中对钢锭进行预镦粗后再进行压钳把、镦粗以及其他常规操作将会使得质量缺陷的“V”型区域愈发往远离锭身的方向挪移，从而使得锻件的质量以及成材率得到了非常好的保证。

2、本发明中，通过下注法浇铸钢锭便于连续生产钢锭，另外将钢锭帽口表面四周的绝热板材料设置不与钢液粘连，这样在保证了帽口保温的同时也便于清理帽口绝热板材料，从而提高了钢锭的质量。

3、本发明中，通过初步对处理掉飞皮、夹层等不规则残钢之后使得锭身与帽口之间连接处过渡平滑，保证了锻件的整体质量。

4、本发明中，镦粗板工装设置为球面盘或者球面漏盘，这样可以保证钢锭帽口在预镦粗的过程中形成良好的形态，对于后续的压钳把操作有积极影响。

5、本发明中，优选对钢锭帽口进行压钳把操作，因为相比较于对钢锭水口端进行压钳把，钢锭帽口体积占比较大，在压钳把操作后更方便钢锭整体的夹持以及翻转等，另外，钢锭帽口最后会被切除，对其进行压钳把，中途因夹持等对于帽口产生的质量问题并不会对铸件形成影响。

6、本发明中，通过在压钳把操作中对帽口进行多次下压成形，避免因帽口截面尺寸过大导致端面内缩，这样保证了在压钳把操作过程中帽口端面中心外鼓，从而保证了锻件的质量以及成材率。

7、本发明中，在压钳把操作之后的正常锻制过程中，当发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时便及时进行火焰枪清理，也进一步提高了铸件的锻造质量以及钢锭的材料利用率。

附图说明

图1为本发明中钢锭正常状态下的模型示意图；

图2为本发明中钢锭在压钳把后帽口端面内凹的模型示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明的大中型钢锭的锻造方法包括以下步骤：

a)生产钢锭：采用下注法浇铸钢锭，生产钢锭时选用保温性好且耐侵蚀的帽口绝热板，钢锭帽口表面四周绝热板材料与钢液尽量不粘连；

b)清理残渣：在将钢锭放入加热炉加热之前尽量将帽口部位的绝热板残存材料清理干净，同时将钢锭锭身与帽口连接处及帽口外表面用火焰气割清理等方式处理飞皮、夹层等不规则残钢，尽量保证锭身与帽口连接处平滑过渡，帽口外表面无残存绝热板等耐材；

c)预镦粗:对钢锭进行加热，对钢锭的加热温度以及保温时常视钢锭的材质、锭型大小以及其他因素而定，然后将钢锭帽口一端向下置于球面漏盘上先进行一次预镦粗，直至钢锭帽口凹陷处与帽口表面四周平齐；

d)压钳把：对钢锭的帽口进行钳把压制，采用满砧小压下量的方法对帽口端四周和部分锭身进行多次压下成型，每次压下量为帽口高度的5％，保证帽口端面不出现内凹；

e)镦粗：对钢锭进行镦粗，镦粗过程中发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时及时进行火焰枪清理；

f)拔长：对钢锭进行拔长，拔长过程中发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时及时进行火焰枪清理；

g)切除帽口。

实施例2

本发明的大中型钢锭的锻造方法包括以下步骤：

a)生产钢锭：采用下注法浇铸钢锭，生产钢锭时选用保温性好且耐侵蚀的帽口绝热板，钢锭帽口表面四周绝热板材料与钢液尽量不粘连；

b)清理残渣：在将钢锭放入加热炉加热之前尽量将帽口部位的绝热板残存材料清理干净，同时将钢锭锭身与帽口连接处及帽口外表面用火焰气割清理等方式处理飞皮、夹层等不规则残钢，尽量保证锭身与帽口连接处平滑过渡，帽口外表面无残存绝热板等耐材；

c)预镦粗:对钢锭进行加热，对钢锭的加热温度以及保温时常视钢锭的材质、锭型大小以及其他因素而定，然后将钢锭帽口一端向下置于球面盘上先进行一次预镦粗，直至钢锭帽口凹陷处相对于帽口表面四周凸出；

d)压钳把：对钢锭的帽口进行钳把压制，采用满砧小压下量的方法对帽口端四周和部分锭身进行多次压下成型，每次压下量为帽口高度的7％，保证帽口端面不出现内凹；

e)镦粗：对钢锭进行镦粗，镦粗过程中发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时及时进行火焰枪清理；

f)拔长：对钢锭进行拔长，拔长过程中发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时及时进行火焰枪清理；

g)切除帽口。

实施例3

本发明的大中型钢锭的锻造方法包括以下步骤：

a)生产钢锭：采用下注法浇铸钢锭，生产钢锭时选用保温性好且耐侵蚀的帽口绝热板，钢锭帽口表面四周绝热板材料与钢液尽量不粘连；

b)清理残渣：在将钢锭放入加热炉加热之前尽量将帽口部位的绝热板残存材料清理干净，同时将钢锭锭身与帽口连接处及帽口外表面用火焰气割清理等方式处理飞皮、夹层等不规则残钢，尽量保证锭身与帽口连接处平滑过渡，帽口外表面无残存绝热板等耐材；

c)预镦粗:对钢锭进行加热，对钢锭的加热温度以及保温时常视钢锭的材质、锭型大小以及其他因素而定，然后将钢锭帽口一端向下置于球面漏盘上先进行一次预镦粗，直至钢锭帽口凹陷处相对于帽口表面四周凸出；

d)压钳把：对钢锭的帽口进行钳把压制，采用满砧小压下量的方法对帽口端四周和部分锭身进行多次压下成型，每次压下量为帽口高度的9％，保证帽口端面不出现内凹；

e)镦粗：对钢锭进行镦粗，镦粗过程中发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时及时进行火焰枪清理；

f)拔长：对钢锭进行拔长，拔长过程中发现钢锭表面除钳把以外的部分有缺陷时及时进行火焰枪清理；

g)切除帽口。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)生产钢锭；

b)清理残渣；

c)预镦粗:对钢锭进行加热，然后将钢锭帽口一端向下置于镦粗板工装上先进行一次预镦粗，直至钢锭帽口凹陷处与帽口的顶面平齐或向远离锭身一侧凸起；

d)压钳把；

e)镦粗；

f)拔长；

g)切除帽口。

2.如权利要求1所述的一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，步骤a中，采用下注法浇铸钢锭；钢锭模上部装配有帽口绝热板，浇铸时帽口绝热板不与钢液粘连。

3.如权利要求1所述的一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，步骤b中，在钢锭加热前清除钢锭锭身与帽口连接处及帽口外表面的残钢。

4.如权利要求1所述的一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，步骤c中，镦粗板工装为球面盘或者球面漏盘。

5.如权利要求1所述的一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，步骤d中，对钢锭的帽口进行钳把压制。

6.如权利要求5所述的一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，步骤d中，采用满砧小压下量的方法对帽口端四周和部分锭身进行多次压下成型，每次压下量为帽口高度的5％～10％。

7.如权利要求1所述的一种大中型钢锭的锻造方法，其特征在于，步骤e以及步骤f中，及时用火焰枪清理除钳把以外的钢锭表面的表面缺陷。