CN116713457A - 一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,包括:1)浇铸前调整钢液过热度为100~120℃;2)浇铸过程总时间长控制在5~20min,层状铸造工艺的整个浇铸过程分为若干段,每段浇铸过程之间有时间间隔;并且事先经过模拟确定时间间隔及各段浇铸的钢液量;)每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,高纯铁粉及复合熔剂间隔喷撒,并且均匀覆盖在钢液表面。本发明能够显著改善大型齿条钢铸锭宏观偏析与缩孔缺陷,为提高铸锭成分均匀化程度提供了简单、可行、有效的途径,有助于提高铸锭整体质量,同时也缩短了生产周期,提高了生产效率,进而提高大型齿条钢铸锭产能,降低生产能耗和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金铸造技术领域,尤其涉及一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺。
背景技术
对于大型齿条钢零件,我国目前大多采用整体浇铸钢锭,然后锻造成形的方式制备。大型齿条钢锻件是核电等领域高端装备所必需的重要基础部件,是关系到国家安全和经济命脉的战略性行业。而大型齿条钢铸锭的非均质性问题成为制约重大装备关键部件制造、服役性能及寿命的瓶颈,宏观偏析严重影响着铸锭的最终使用性能。
因为大型齿条钢的铸锭尺寸大、凝固时间长,熔体剧烈流动导致制备过程无法避免地存在宏观偏析、组织不均匀和夹杂物聚集等问题,且上述缺陷无法通过后续加工消除。导致材料利用率低、锻件组织性能不达标甚至报废。据统计,大型齿条钢锻件生产中60%的不合格品由铸锭质量问题引起。大型齿条钢铸锭的凝固本征特性以及因大而产生的尺寸效应,决定了采用传统的整体浇铸方法无法避免凝固缺陷问题。因而亟待探索一种新型的大型齿条钢铸锭制备技术,解决齿条钢铸件大型化与均质化的矛盾,并最终提高大型齿条钢锻件的质量水平。
有研究者尝试了多种铸造技术,用以改善齿条钢铸锭中的宏观偏析。其中,定向凝固技术和电渣重熔技术通过控制铸锭的凝固方向,可获得成分均匀、组织优良的铸锭。但是,对于大型齿条钢铸锭的生产,定向凝固技术无法有效控制液体流动和凝固方向,对宏观偏析的改善效果较弱。而电渣重熔技术则存在耗能巨大、污染物排放等诸多缺点。
3D打印技术是一种新兴的快速成型技术,具有工序简单、节约材料、应用范围广泛等优点,可以获得组织成分均匀的铸件,但是该技术在打印金属材料时会产生气孔、疏松等缺陷,并且该工艺暂时无法应用于大型齿条钢铸锭的制备。
公开号为US20130015318A1的美国专利公开了”一种用于铸造硅锭的层状坩埚”,通过在分层坩埚内设置二氧化硅层与其表面的钡涂层,达到降低硅锭中的氧浓度的目的。在太阳能电池单元中使用其生产的分层坩埚,可以提高电池单元的光电转换效率。但该方法只能应用于小型硅锭的铸造,无法应用到大型齿条钢铸锭的铸造过程中。且该生产工艺复杂、坩埚造价高,提升了生产成本,难以普及推广。
公开号为EP0597113A1的日本专利公开了“一种在连续生产双层金属材料中控制熔熔金属进料速度的方法”,使用该技术连续铸造生产双层金属材料时,可以在表面层和内层之间的成分分离方面实现改进,并且可以生产表面层具有均匀厚度的双层金属材料。但该方法无法解决大型齿条钢铸锭凝固时的偏析与缩孔问题,且具有生产工艺复杂、流程长、连续生产能力差等缺点,无法实现大规模量产。
公开号为CN103317106B的中国发明专利公开了“一种提高大钢锭铸造质量的方法与装置”,通过横截面电磁搅拌钢液改善了传热传质、净化钢液,抑制了钢液充型造成的液面波动,对预防钢锭重皮等缺陷有一定改善作用。但该方法用于大型齿条钢铸造时,铸锭内部质量却几乎没有任何改善,并且其装置结构复杂,操作过程繁琐,成本较高,不适于连续生产大型铸锭。
发明内容
本发明提供了一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,能够显著改善大型齿条钢铸锭宏观偏析与缩孔缺陷,为提高铸锭成分均匀化程度提供了简单、可行、有效的途径,有助于提高铸锭整体质量,同时也缩短了生产周期,提高了生产效率,进而提高大型齿条钢铸锭产能,降低生产能耗和生产成本;本发明对于突破高均质化大型齿条钢铸锭制造瓶颈,奠定大型齿条钢铸锭铸造新技术理论基础及产业化应用,提高我国大型装备关键部件制造技术水平具有重要的意义。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,包括:
1)浇铸前调整钢液过热度为100~120℃;
2)浇铸过程总时间长控制在5~20min,层状铸造工艺的整个浇铸过程分为若干段,每段浇铸过程之间有时间间隔;并且事先经过模拟确定时间间隔及各段浇铸的钢液量;
3)每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,高纯铁粉及复合熔剂间隔喷撒,并且均匀覆盖在钢液表面。
进一步的,齿条钢的熔炼采用电磁感应加热方式,并在真空状态下进行,熔炼过程中对钢液加以电磁搅拌。
进一步的,所述层状铸造工艺的整个浇铸过程分为5~10段,每段浇铸一次,间隔一段时间进行下一段的浇铸;假设第一段浇铸时间占总浇铸时长的百分比为A1,第二段浇铸时间占总浇铸时长的百分比为A2,以此类推,各段浇铸时间占总浇铸时长的百分比分别为A1、A2…A10;各段间隔时间占总浇铸时长的百分比分别为T1、T2…T10;各段浇铸的钢液量占总钢液量的百分比为N1、N2…N10:则:
分5段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;第五次浇铸至铸型浇满;
分6段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;第六次浇铸至铸型浇满;
分7段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;第七次浇铸至铸型浇满;
分8段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;第八次浇铸至铸型浇满;
分9段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;A8=4%~6%,T8=5%~10%,N8=5%~30%;第九次浇铸至铸型浇满;
分10段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;A8=4%~6%,T8=5%~10%,N8=5%~30%;A9=4%~6%,T9=5%~10%,N9=5%~30%;第十次浇铸至铸型浇满。
进一步的,所述复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物,每次喷撒厚度为1~3mm。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)本发明所述一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,能够显著改善大型齿条钢铸锭宏观偏析与缩孔,为提高大型齿条钢铸锭成分均匀化程度提供了简单、可行、有效的途径;
2)本发明所述层状铸造工艺有助于提高齿条钢铸锭整体质量,同时也缩短了生产周期,提高了生产效率,从而提高大型齿条钢铸锭产能,降低生产能耗和生产成本;
3)本发明对于突破高均质化大型齿条钢铸锭制造瓶颈,奠定大型齿条钢铸锭铸造新技术理论基础及产业化应用,提高我国大型装备关键部件制造技术水平具有重要的意义。
附图说明
图1是模拟不同浇注条件下层状铸造工艺制备铸锭宏观偏析分布对比图。
(a)传统的直接铸造工艺(b)5包次层状浇注工艺(c)10包次层状浇注工艺
具体实施方式
本发明所述一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,包括:
1)浇铸前调整钢液过热度为100~120℃;
2)浇铸过程总时间长控制在5~20min,层状铸造工艺的整个浇铸过程分为若干段,每段浇铸过程之间有时间间隔;并且事先经过模拟确定时间间隔及各段浇铸的钢液量;
3)每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,高纯铁粉及复合熔剂间隔喷撒,并且均匀覆盖在钢液表面。
进一步的,齿条钢的熔炼采用电磁感应加热方式,并在真空状态下进行,熔炼过程中对钢液加以电磁搅拌。
进一步的,所述层状铸造工艺的整个浇铸过程分为5~10段,每段浇铸一次,间隔一段时间进行下一段的浇铸;假设第一段浇铸时间占总浇铸时长的百分比为A1,第二段浇铸时间占总浇铸时长的百分比为A2,以此类推,各段浇铸时间占总浇铸时长的百分比分别为A1、A2…A10;各段间隔时间占总浇铸时长的百分比分别为T1、T2…T10;各段浇铸的钢液量占总钢液量的百分比为N1、N2…N10:则:
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分6段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;第六次浇铸至铸型浇满;
分7段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;第七次浇铸至铸型浇满;
分8段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;第八次浇铸至铸型浇满;
分9段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;A8=4%~6%,T8=5%~10%,N8=5%~30%;第九次浇铸至铸型浇满;
分10段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;A8=4%~6%,T8=5%~10%,N8=5%~30%;A9=4%~6%,T9=5%~10%,N9=5%~30%;第十次浇铸至铸型浇满。
进一步的,所述复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物,每次喷撒厚度为1~3mm。
本发明所述一种显著改善偏析与缩孔的层状铸造工艺,在浇铸前先调整钢液过热度,浇铸时限制整个浇铸时长,目的是防止钢液在层状浇铸的过程中出现由于温降导致的流动性差、结壳等问题,保证层状铸造工艺的顺行。
本发明所述一种显著改善偏析与缩孔的层状铸造工艺,控制浇铸时间间隔与各段浇铸过程浇铸的钢液量,并且事先经过数值模拟得出最佳时间间隔与浇铸钢液量。如图1所示,是模拟不同浇注条件下层状铸造工艺制备铸锭宏观偏析分布对比图。其中图(a)是模拟传统的直接铸造工艺,可以看出其浇铸后中心偏析比较严重;图(b)是模拟5包次层状浇注工艺,浇铸后中心偏析有所好转;图(c)是模拟10包次层状浇注工艺,并且控制浇铸时间间隔及各段浇浇的钢液量,可以看出浇铸后中心偏析程度得到极大改善。
本发明所述一种显著改善偏析与缩孔的层状铸造工艺,各段浇铸过程分别喷撒高纯铁粉或复合熔剂,复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物。高纯铁粉的加入可以显著改善钢液凝固过程中的疏松与缩孔。高纯稀土(Ce)可以显著改善铸锭的凝固组织,扩大铸锭的等轴晶比例、细化晶粒,提升性能。分析纯焦钒酸钠(Na4V2O7)的添加,可以降低C元素的偏析。
本发明所述一种显著改善偏析与缩孔的层状铸造工艺,随着逐层浇铸与高线铁粉/复合熔剂的逐层喷撒,将大型铸锭的浇铸过程分割成六个小包次浇铸,复合熔剂会先熔化并溶于即将凝固的钢液中,补充中心疏松与缩孔,改善元素偏析。
经检测,采用本发明所述层状铸造工艺可有效提高铸锭内部质量,低倍评级与常规工艺相比从1级提高到0.5级,提升了0.5级。各元素偏析显著降低,偏析率平均降低20%以上。
相比于常规铸造工艺的一次性完成浇铸,容易造成钢材内部的疏松与缩孔,各元素偏析严重,导致后续锻造等工艺难以顺行,以至于钢材在应用的过程中出现因内部质量不足而导致的开裂等问题,本发明所述一种显著改善偏析与缩孔的层状铸造工艺,可以显著改善大型齿条钢铸锭宏观偏析与缩孔,为提高大型齿条钢铸锭成分均匀化程度提供了简单、可行、有效的途径,有助于提高齿条钢铸锭整体质量,同时也缩短了生产周期,提高了生产效率,从而提高大型齿条钢铸锭产能,降低生产能耗和生产成本。本发明对于突破高均质化大型齿条钢铸锭制造瓶颈,奠定大型齿条钢铸锭铸造新技术理论基础及产业化应用,提高我国大型装备关键部件制造技术水平具有重要的意义。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
【实施例】
下面结合对比例与实施例1-3对本发明进行具体阐述,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
利用500kg真空感应炉冶炼了四炉齿条钢作为实验钢,实验钢的目标成分如表1所示。
表1齿条钢目标成分表(wt%)
【对比例】
采用“常规冶炼+常规铸造”工艺,对第一炉齿条钢进行铸造。待铸锭完全冷却后,取铸锭宽面的纵抛面进行打磨观察缩孔分布,然后进行元素偏析度测试。
【实施例1】
采用“常规冶炼+层状铸造”工艺,对第二炉齿条钢进行铸造。
具体过程如下:
1、为了改善大型齿条钢铸锭中的偏析与缩孔缺陷,在浇铸前调整钢液过热度至110℃。
2、为了防止在浇铸的过程中钢液过度冷却,将浇铸过程总时长控制在9.5min。
3、浇铸时间间隔:
层状铸造工艺的整个浇铸过程分为六段:第一次浇铸时间为0.5min,间隔时间为35s;第二次浇铸时间为0.5min,间隔时间为75s;第三次浇铸时间为0.5min,间隔时间为95s;第四次浇铸时间为0.5min,间隔时间为135s;第五次浇铸时间为0.5min,间隔时间为55s;第六次浇铸至铸型浇满。
4、浇铸过程浇铸钢液量控制:
第一次浇铸钢液总量的10%;第二次浇铸钢液总量的20%;第三浇铸钢液总量的25%;第四浇铸钢液总量的20%;第五浇铸钢液总量的15%;第六次浇铸至铸型浇满。
5、每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,使其均匀覆盖在钢液表面。复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物(本实施例各组成质量百分比为:Fe:40%,Ce:20%,Na4V2O7:40%)。
喷撒过程如下:第一段浇铸结束后,喷撒厚度为1mm的高纯铁粉;第二段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的复合熔剂;第三段浇铸结束后,喷撒厚度为3mm的高纯铁粉;第四段浇铸结束后,喷撒厚度为3mm的复合熔剂;第五段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的高纯铁粉;第六段浇铸结束后,喷撒厚度为3mm的复合熔剂;
6、待铸锭完全冷却后,取铸锭宽面的纵抛面进行打磨,并观察缩孔分布,然后进行元素偏析度测试。
【实施例2】
采用“常规冶炼+层状铸造”工艺,对第三炉齿条钢进行铸造。
具体过程如下:
1、为了改善大型齿条钢铸锭中的偏析与缩孔缺陷,在浇铸前调整钢液过热度至115℃。
2、为了防止在浇铸的过程中钢液过度冷却,将浇铸过程总时长控制在10min。
3、浇铸时间间隔:
层状铸造工艺的整个浇铸过程分为六段:第一次浇铸时间0.5min,间隔时间45s;第二次浇铸时间0.5min,间隔时间85s;第三次浇铸时间0.5min,间隔时间105s;第四次浇铸时间0.5min,间隔时间145s;第五次浇铸时间0.5min,间隔时间65s;第六次浇铸至铸型浇满。
4、浇铸过程控制:
层状铸造工艺的整个浇铸过程分为六段:1)第一次浇铸钢液总量的15%;2)第二次浇铸钢液总量的15%;3)第三浇铸钢液总量的20%;4)第四浇铸钢液总量的20%;5)第五浇铸钢液总量的20%;6)第六次浇铸至铸型浇满。
5、每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,使其均匀覆盖在钢液表面。复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物(本实施例各组分按质量百分比为Fe:50%,Ce:30%,Na4V2O7:20%)。
喷撒过程如下:第一段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的高纯铁粉;第二段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的复合熔剂;第三段浇铸结束后,喷撒厚度为3mm的高纯铁粉;第四段浇铸结束后,喷撒厚度为4mm的复合熔剂;第五段浇铸结束后,喷撒厚度为1mm的高纯铁粉;第六段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的复合熔剂;
6、待铸锭完全冷却后,取铸锭宽面的纵抛面进行打磨,并观察缩孔分布,然后进行元素偏析度测试。
【实施例3】
采用“常规冶炼+层状铸造”工艺,对第四炉齿条钢进行铸造。具体过程如下:
1、为了改善大型齿条钢铸锭中的偏析与缩孔缺陷,在浇铸前调整钢液过热度至112℃。
2、为了防止在浇铸的过程中钢液过度冷却,将浇铸过程总时长控制在9.7min。
3.浇铸时间间隔:
层状铸造工艺的整个浇铸过程分为六段:第一次浇铸时间0.5min,间隔时间40s;第二次浇铸时间0.5min,间隔时间80s;第三次浇铸时间0.5min,间隔时间100s;第四次浇铸时间0.5min,间隔时间140s;第五次浇铸时间0.5min,间隔时间60s;第六次浇铸至铸型浇满。
4.浇铸过程控制:
层状铸造工艺的整个浇铸过程分为六段:1)第一次浇铸钢液总量的12%;2)第二次浇铸钢液总量的17%;3)第三浇铸钢液总量的25%;4)第四浇铸钢液总量的18%;5)第五浇铸钢液总量的10%;6)第六次浇铸至铸型浇满。
5.每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,使其均匀覆盖在钢液表面。复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物(本实施例各组分按质量百分比为Fe:45%,Ce:25%,Na4V2O7:30%)。
喷撒过程如下:第一段浇铸结束后,喷撒厚度为1mm的高纯铁粉;第二段浇铸结束后,喷撒厚度为3mm的复合熔剂;第三段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的高纯铁粉;第四段浇铸结束后,喷撒厚度为3mm的复合熔剂;第五段浇铸结束后,喷撒厚度为1mm的高纯铁粉;第六段浇铸结束后,喷撒厚度为2mm的复合熔剂;
6、待铸锭完全冷却后,取铸锭宽面的纵抛面进行打磨,并观察缩孔分布,然后进行元素偏析度测试。
对比例及实施例1-3的元素偏析度如表2所示。
表2元素偏析度
通过比较能够看出,应用本发明所述一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺后,实施例1-3铸造的大型齿条钢钢锭的内部质量明显高于对比例,显著改善了大型齿条钢铸锭宏观偏析与缩孔,为提高大型齿条钢铸锭成分均匀化程度提供了简单、可行、有效的途径,有助于提高齿条钢铸锭整体质量,同时也缩短了生产周期,提高了生产效率,从而提高大型齿条钢铸锭产能,降低生产能耗和生产成本。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,比如,过热度、浇铸时长等,同样限定在本发明的实质范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求保护范围内。
应该理解,在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,其特征在于,包括:
1)浇铸前调整钢液过热度为100~120℃;
2)浇铸过程总时间长控制在5~20min,层状铸造工艺的整个浇铸过程分为若干段,每段浇铸过程之间有时间间隔;并且事先经过模拟确定时间间隔及各段浇铸的钢液量;
3)每段浇铸结束后,向钢液表面喷撒高纯铁粉或复合熔剂,高纯铁粉及复合熔剂间隔喷撒,并且均匀覆盖在钢液表面。
2.根据权利要求1所述的一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,其特征在于,齿条钢的熔炼采用电磁感应加热方式,并在真空状态下进行,熔炼过程中对钢液加以电磁搅拌。
3.根据权利要求1所述的一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,其特征在于,所述层状铸造工艺的整个浇铸过程分为5~10段,每段浇铸一次,间隔一段时间进行下一段的浇铸;假设第一段浇铸时间占总浇铸时长的百分比为A1,第二段浇铸时间占总浇铸时长的百分比为A2,以此类推,各段浇铸时间占总浇铸时长的百分比分别为A1、A2…A10;各段间隔时间占总浇铸时长的百分比分别为T1、T2…T10;各段浇铸的钢液量占总钢液量的百分比为N1、N2…N10:则:
分5段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;第五次浇铸至铸型浇满;
分6段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;第六次浇铸至铸型浇满;
分7段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;第七次浇铸至铸型浇满;
分8段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;第八次浇铸至铸型浇满;
分9段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;A8=4%~6%,T8=5%~10%,N8=5%~30%;第九次浇铸至铸型浇满;
分10段浇铸时,A1=4%~6%,T1=4%~6%,N1=5%~15%;A2=4%~6%,T2=5%~10%,N2=5%~20%;A3=4%~6%,T3=5%~15%,N3=5%~30%;A4=4%~6%,T4=5%~20%,N4=5%~20%;A5=4%~6%,T5=5%~20%,N5=5%~15%;A6=4%~6%,T6=5%~15%,N6=5%~30%;A7=4%~6%,T7=5%~15%,N7=5%~30%;A8=4%~6%,T8=5%~10%,N8=5%~30%;A9=4%~6%,T9=5%~10%,N9=5%~30%;第十次浇铸至铸型浇满。
4.根据权利要求1所述的一种显著改善齿条钢偏析与缩孔的层状铸造工艺,其特征在于,所述复合熔剂为高纯铁粉、高纯稀土与分析纯焦钒酸钠的混合物,每次喷撒厚度为1~3mm。
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CN117862432A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-04-12 | 鞍钢股份有限公司 | 一种提高大型铸锭凝固质量的浇铸方法 |
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- 2023-05-25 CN CN202310596282.5A patent/CN116713457A/zh active Pending
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