CN203184610U - 用于大型特厚板坯的钢锭模 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于大型特厚板坯的钢锭模，所述钢锭模的上端与冒口相连，所述钢锭模的下端与浇道相连，所述钢锭模包括：顶端，所述顶端邻近冒口；底端，所述底端与所述顶端相对，并且邻近浇道；所述钢锭模的外部轮廓形成为从上至下逐渐增大的正锥度形状。所述钢锭模整体形成的特厚板坯形状为上小下大。本实用新型的钢锭模设计能够生产出高致密、高利用率轧机用厚坯料。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钢锭模，更具体，本实用新型涉及一种用于大型特厚板坯的钢锭模。
背景技术
宽厚板轧机代表着一个国家钢铁发展水平，美国在上世纪40年代就拥有宽厚板轧机，日本的宽厚板轧机最大开口度达到1500mm，可以轧制500mm以上的厚板。我国在近些年也开始建设宽厚板轧钢生产线，尤其是到了21世纪，我国投产了多条5000mm\5500mm宽厚板轧钢生产线，包括宝钢、鞍钢、舞阳钢厂等企业都建设了宽厚板轧钢生产线。随着国民经济和国防建设的发展，宽厚板的用量与日俱增，远洋平台、管线用钢、舰船用钢等都需要大量宽厚板，并且所需要的宽厚板质量也在不断提高。
保证宽厚板质量，单凭轧机轧制很难完成，必须提高轧制宽厚板所用的宽厚板坯质量，宽厚板坯质量是宽厚板质量的根本保证。为了提高宽厚板坯质量，国内开发一些新技术，进行宽厚板坯制造。首先是采用电渣重熔方式制造宽厚板坯，事实证明，宽厚板坯质量得到了提高，但生产效率较低，一块60吨重的宽厚板坯需要30多小时才能完成。另外，有的企业采用水冷模铸方法生产，由于存在裂纹等问题，效果也不理想。有的企业用模铸大型圆钢锭通过水压机开坯来制造宽厚板坯，水压机开坯费用每吨3000元左右，成本高，且很难实现大批量生产。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种成本低的能够适用厚度为300-1500mm并且重量为20～100吨的厚板坯的制备的钢锭模。
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于大型特厚板坯的钢锭模，所述钢锭模的上端与冒口相连，所述钢锭模的下端与浇道相连，所 述钢锭模包括：
顶端，所述顶端邻近冒口；
底端，所述底端与所述顶端相对，并且邻近浇道；
其特征在于：
所述钢锭模的外部轮廓形成为从上至下逐渐增大的正锥度形状。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模还包括一对在长度方向上延伸的宽侧壁，所述宽侧壁在所述顶端与所述底端之间纵向延伸，所述宽侧壁的外壁为大致的平面。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模还包括一对在宽度方向上延伸的窄侧壁，所述窄侧壁在所述顶端与所述底端之间纵向延伸，所述窄侧壁的外壁为大致的椭圆形。
本实用新型的钢锭模，所述椭圆形的弧高大于150mm。
本实用新型的钢锭模，所述椭圆形的弧高在150-500mm的范围内。
本实用新型的钢锭模，所述窄侧壁的外壁为波浪形。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模的长宽比根据如下公式计算：
B＝(W1+W2)/(D1+D2)
其中B表示钢锭模的长宽比；
W1表示在所述顶端处的所述一对窄侧壁的内壁之间的距离；
W2表示在所述底端处的所述一对窄侧壁的内壁之间的距离；
D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模的长宽比在2.5-5之间。
本实用新型的钢锭模，W1在1450mm-3400mm范围内，W2在1500mm-3500mm范围内，H在1900mm-3500mm范围内，D1在300mm-1400mm范围内，D2在350mm-1500mm范围内。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模的高宽比根据如下公式计算：
T＝2H/(D1+D2)
其中T表示钢锭模的高宽比；
H表示所述顶端与所述底端之间的距离；
D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模的高宽比大于2。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模的高宽比在2-6的范围内。
本实用新型的钢锭模，相近的两个宽侧壁与窄侧壁之间的倒角半径大于50mm。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模的锥度根据如下公式计算：
t＝(D2-D1)/2H
其t表示钢锭模的锥度；
D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
H表示所述顶端与所述底端之间的距离。
当t大于0时，则称为正锥度；当t小于0时，则称为倒锥度；当t等于0时，则称为无锥度。
本实用新型的钢锭模，所述锥度大于0.5％。
本实用新型的钢锭模，所述锥度在0.5％-15％的范围内。
本实用新型的钢锭模，所述一对宽侧壁的宽侧壁外壁和宽侧壁内壁之间的钢锭模壁厚度与所述一对窄侧壁的窄侧壁外壁和窄侧壁内壁之间的钢锭模壁厚度相等。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模壁厚度大于100mm。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模壁厚度在100mm-400mm的范围内。
本实用新型的钢锭模，所述钢锭模由灰铸铁制成。
本实用新型的钢锭模，所述大型特厚板坯为20～100吨大型宽厚板坯。
本实用新型的优势在于：
本实用新型通过采用上小下大模具设计，同时有效控制冒口所占比例，使钢锭利用率高达75-80％，因此，此钢锭模设计能够显著提高钢锭利用率。
利用本实用新型生产的宽厚板坯进行宽厚板轧制，可以提高钢板性能，降低成本。
本实用新型适用于厚度为300-1500mm，重量为20～100吨的厚板坯的制备。
总之，本实用新型采用锭身上小下大、长宽比2.5-5、高宽比大于2的钢锭模设计能够生产出高致密、高利用率轧机用厚坯料，由于钢锭模的内腔宽面可实施平面设计，给轧制过程带来极大方便。
附图说明
通过参照附图详细描述本实用新型的实施例，本实用新型将变得更加清楚，其中：
图1是示意地图示用于大型特厚板坯的钢锭模的宽侧壁以及浇注系统的剖视图；
图2是示意地图示用于大型特厚板坯的钢锭模的窄侧壁的剖视图；和
图3示意地图示根据本实用新型的用于大型特厚板坯的钢锭模的俯视图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。如图1所示，图1显示40-80吨大型特厚板坯用钢锭模以及浇注系统的纵剖图。其中H表示钢锭高度；h表示冒口高度；W1表示钢锭邻近冒口端的宽侧壁尺寸；W2表示钢锭底端宽侧壁尺寸。
在图1中，钢锭模主体3定位在钢锭底盘1上。钢水通过定位在中注管底座2上的中注管5注入位于钢锭底盘1中的浇道中。冒口4位于钢锭模主体3上。
如图2所示，图2显示了40-80吨大型特厚板坯用钢锭锭身的尺寸，具体地显示了窄侧壁的纵剖面。其中D1表示钢锭主体的冒口端窄侧壁宽度；D2表示钢锭主体的底端窄侧壁宽度；D3表示钢锭模的厚度；H表示钢锭的高度。
使用本实用新型的钢锭模生产出的坯料为方型，其中，钢锭模长宽比为2.5-5，高宽比大于2。钢锭模的窄侧壁外壁为外凸形，呈椭圆形。内壁 形状采用两种设计，一种设置为与外壁形状设计相同，宽侧壁内壁为平面，窄侧壁外壁为椭圆形；另一种则采用波浪形设计。
钢锭模设计的最大的特点是上小下大正锥度形状，宽侧壁及窄侧壁锥度大于0.5％，宽侧壁与窄侧壁之间的倒角半径大于50mm。
冒口可采用正锥度或无锥度设计。
钢锭模壁厚度大于200mm。
底盘浇注系统之上需铺一层钢板，浇注系统可采用多浇道。
根据本实用新型的一个实施例，其冒口端宽侧壁尺W1：1450mm-3400mm，而钢锭底盘端宽侧壁尺寸W2：1500mm-3500mm，锭身高度H：1900mm-3500mm，与之相匹配的冒口端窄侧壁厚度D1：300mm-1400mm，钢锭底盘端窄侧壁厚度D2：350mm-1500mm，此钢锭模最终制备出的厚板坯，锭身长宽比(W1+W2)/(D1+D2)为2.5-5，高宽比2H/(D1+D2)大于2，最优比为2-6。
钢锭模窄侧壁外壁外凸，呈椭圆形，如图3所示，弧高a大于150mm，最优尺寸在150-500mm。
为加快钢锭冷却速度及预防锭身裂纹，也可以将钢锭宽侧壁及窄侧壁设计成波浪形。
钢锭模采用上小下大正锥度形状，宽侧壁及窄侧壁锥度大于0.5％，最优设计锥度在0.5％-15％。
此外，宽侧壁与窄侧壁之间倒角R≥50mm；其中，钢锭模或冒口的锥度t＝(D2-D1)/2H，其t表示钢锭模的锥度；D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；H表示所述顶端与所述底端之间的距离。
钢锭模冒口可采用正锥度或无锥度设计，冒口中的保温材料，内层为保温砖，外层为轻质保温板；此外，冒口高度设计应大于400mm，内壁为平面即可，冒口内壁锥度为1％-20％；在冒口保温设计中，在保温板之后需使用1mm以上薄钢板或其它金属条固定保温板，防止保温板在高温脱模中溃落，保温板高度不低于400mm。
底盘浇注系统之上需铺一层钢板，钢板的厚度应在1mm-100mm；在浇注之前，需将内浇道位置的钢板去除掉，保证浇注顺畅；此外，为保证金 属液充型平稳，可采用多个内浇道，例如2-8个内浇道，进行充型，浇道的位置应在板坯底面中心线上。
实施例1
开发60吨上小下大形状模铸方坯，高径比约为4。其钢液材质选为16Mn，浇注温度为1540℃.采用以上钢锭模设计。实际过程中，采用此钢锭模制备出60吨大方坯，经探伤检验，整个钢锭内部孔洞缺陷小于Φ5，内部质量较为致密。
实施例2
本实施例采用本发明生产的板坯重量为40t，具体工艺参数如下：
直浇道上口直径Φ100mm，下口直径Φ50mm，中注管砖厚度35mm；横浇道内径Φ50mm。采用3个内浇口，随距离中注管距离的减小，内浇口直径依次为30mm、40mm和50mm。锭模锥度为2％，锭模厚度300mm。采用双层保温冒口，冒口高度400mm，冒口锥度为2％，冒口保温砖采用轻质高铝砖，厚度为80mm，冒口保温板厚度为15mm；
锭模预热温度80℃，内部喷涂1mm厚的锆英粉涂料。将底盘放置在自动运输台车上，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16Mn，浇注过热度为40℃，浇注速度为1.5t/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2kg/t。
本实施例采用本发明生产的40t宽厚板坯，经轧机轧制后生产出厚度为150mm的厚钢板。经检测，性能满足使用要求。
已经参照示范性实施例描述了本实用新型。不过，显而易见，本领域技术人员在上述描述的教导下可明显得出多种可选择的变型和改变。因而，本实用新型包含落入所附权利要求的精神和范围之内的所有可选择的变型和改变。
Claims (18)
1.一种用于大型特厚板坯的钢锭模，所述钢锭模的上端与冒口相连，所述钢锭模的下端与浇道相连，所述钢锭模包括：
顶端，所述顶端邻近冒口；
底端，所述底端与所述顶端相对，并且邻近浇道；
其特征在于：
所述钢锭模的外部轮廓形成为从上至下逐渐增大的正锥度形状。
2.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模还包括一对在长度方向上延伸的宽侧壁，所述宽侧壁在所述顶端与所述底端之间纵向延伸，所述宽侧壁的外壁为大致的平面。
3.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模还包括一对在宽度方向上延伸的窄侧壁，所述窄侧壁在所述顶端与所述底端之间纵向延伸，所述窄侧壁的外壁为大致的椭圆形。
4.根据权利要求3所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述椭圆形的弧高大于150mm。
5.根据权利要求3所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述椭圆形的弧高在150-500mm的范围内。
6.根据权利要求3所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述窄侧壁的外壁为波浪形。
7.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模的长宽比根据如下公式计算：
B＝(W1+W2)/(D1+D2)
其中B表示钢锭模的长宽比；
W1表示在所述顶端处的所述一对窄侧壁的内壁之间的距离；
W2表示在所述底端处的所述一对窄侧壁的内壁之间的距离；
D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离，
所述钢锭模的长宽比在2.5-5之间。
8.根据权利要求7所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
W1在1450mm-3400mm范围内，W2在1500mm-3500mm范围内，D1在300mm-1400mm范围内，D2在350mm-1500mm范围内。
9.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模的高宽比根据如下公式计算：
T＝2H/(D1+D2)
其中T表示钢锭模的高宽比；
H表示所述顶端与所述底端之间的距离；
D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离，
所述钢锭模的高宽比大于2。
10.根据权利要求9所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模的高宽比在2-6的范围内。
11.根据权利要求9所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
H在1900mm-3500mm范围内。
12.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
相邻近的两个宽侧壁与窄侧壁之间的倒角半径大于50mm。
13.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模的锥度根据如下公式计算：
t＝(D2-D1)/2H
其t表示钢锭模的锥度；
D1表示在所述顶端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
D2表示在所述底端处的所述一对宽侧壁的内壁之间的距离；
H表示所述顶端与所述底端之间的距离，
所述锥度大于0.5％。
14.根据权利要求13所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述锥度在0.5％-15％的范围内。
15.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：
所述钢锭模壁厚度大于100mm。
16.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于，所述钢锭模壁厚度在100mm-400mm的范围内。
17.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于，所述钢锭模由灰铸铁材料制成。
18.根据权利要求1所述的用于大型特厚板坯的钢锭模，其特征在于：所述大型特厚板坯为20～100吨大型宽厚板坯。
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|---|---|---|---|---|
| CN104889350A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-09-09 | 攀钢集团成都钢钒有限公司 | 圆钢锭模及圆钢锭制造方法 |
| CN109530638A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-29 | 江苏联峰能源装备有限公司 | 一种锻轧复合锭的制造方法 |
| TWI700376B (zh) * | 2016-02-16 | 2020-08-01 | 瑞典商伍德赫爾恩股份有限公司 | 惰氣或加壓電渣重熔法中用於製造模具鋼的模具 |
| CN112404376A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-02-26 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种真空感应熔炼炉生产特种合金板坯的模具及其使用方法 |
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2013
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