一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法技术

本发明专利技术公开了一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法，涉及钢锭加工技术领域，在钢锭模中心处设置一冷芯；将氩气充入锭模，将钢锭模内空气排净；对钢锭进行浇注，浇注完毕后利用等离子埋弧加热系统的等离子埋弧加热枪，对钢锭帽口进行等离子埋弧加热；在帽口内保温耐火材料外围设置感应线圈，脱模冷却；脱去锭模，冷却钢锭。本发明专利技术采用浇注方法有效避免了钢水二次氧化，减少了夹杂物生成，帽口有保护渣、耐高温硅酸铝棉、碳化稻壳三重保温，可以确保钢锭从下到上有序凝固，使钢锭本体中的夹杂物能更好的去除，同时有效防止了因帽口保温不好造成的结晶雨在钢锭底部形成大量夹杂物聚集的沉聚堆的发生。堆的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法


[0001]本专利技术涉及钢锭加工
，具体涉及一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法。

技术介绍

[0002]钢锭在特殊钢、大型锻件、特厚板和小批量多品种钢铁产品的生产中占有绝对优势。目前，很多工业发达国家依然保留着4～6％的模铸比，其产品被广泛应用于冶金、造船、国防军工、电力、核能、高层建筑、石油化工等重要领域。由于应用领域的特殊性，对其产品质量和性能的要求极其严格，有的还要求具有较高的Z向性能和探伤合格率。但是，钢锭凝固过程会不可避免地遇到凝固补缩困难，凝固补缩障碍能够促使钢锭内部疏松和缩孔的产生，且钢锭越大、高径比越大，凝固补缩愈加困难。即使补缩顺畅，钢锭中心组织粗大、偏析严重等中心质量缺陷依然存在较大问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术问题，本专利技术提供一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法，包括：
[0004]在钢锭模中心处设置一冷芯；
[0005]将氩气充入锭模，将钢锭模内空气排净；
[0006]对钢锭进行浇注，所述浇注方法包括保护渣选择、钢水浇注过热度控制、浇注速度控制、帽口保温控制工序；所述保护渣选择工序，钢锭浇注使用低碳保护渣，低碳保护渣半球点温度1180℃
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1240℃；所述钢水浇注过热度控制工序，钢锭浇注过热度43℃
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50℃；所述浇注速度控制工序，钢锭浇注每次浇注两支钢锭，本体部分浇注速度为4.1t/min
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4.5t/min，帽口部分浇注速度为1.6t/min
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2.7t/min；所述帽口保温控制工序，钢锭浇注帽口重量20％
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50％时用厚度60mm
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100mm的耐高温硅酸铝棉覆盖钢锭帽口内低碳保护渣表面；
[0007]浇注完毕后利用等离子埋弧加热系统的等离子埋弧加热枪，对钢锭帽口进行等离子埋弧加热；其中，等离子埋弧加热枪需通入氩气；采用氩气搅拌：氩气在进入钢液之后，形成气泡迅速上升，氩气的上升动力带动中心部位钢液向上运动，有利于夹杂物上浮；同时，氩气泡捕捉钢液中气体，使有害气体向氩气泡中扩散，而被带出钢液；等离子埋弧加热枪氩气流量控制：开始起弧阶段，需要较小的氩气流量6L/min
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8L/min；当等离子埋弧加热枪伸入到钢液中之后，逐步加大氩气流量，达到12L/min
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16L/min，氩气压力为0.1MPa
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0.25MPa；起弧时，电压为50V
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120V；稳定工作时，电压为30V
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100V；
[0008]在帽口内保温耐火材料外围设置感应线圈，感应线圈通50Hz
‑
5000Hz交变电流获得电磁场，充型结束后，开启帽口电磁场电源，供电功率介于20kW
‑
10000kW，采用持续供电或间断供电方式，总加热时间小于或等于锭身的凝固时间；
[0009]脱模冷却；停止电磁场电源供电，脱去锭模，冷却钢锭。
[0010]进一步的方案是，所述在钢锭模中心处设置一冷芯前需选取冷芯，选取的冷芯内部无疏松、缩孔、夹杂和气体，且经过表面打磨，无氧化层和污浊，且冷芯选择与钢锭成分相同具有相同材质；选取好后将冷芯均匀加热，加热温度控制在180℃
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360℃；
[0011]进一步的方案是，所选取的冷芯截面形状与钢锭截面相同，截面面积为钢锭截面的25％
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45％，冷芯上表面距离锭身顶部小于320mm，冷芯下表面与锭底部的距离小于400mm。
[0012]进一步的方案是，所述锭浇注在钢包水口与中注管之间用氩气保护装置保护浇注。
[0013]进一步的方案是，破真空后，立即加入发热剂，发热剂厚度在40mm
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90mm，在钢锭浇注完成后，等离子埋弧加热枪通入氩气，立即起弧，将等离子弧调节稳定；将等离子埋弧加热枪浸入钢液中，使钢液面平稳；保持加热状态20min
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40min，使液面温度高于所浇注钢液相线温度50℃
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120℃；移开等离子埋弧加热枪，加保温覆盖剂、碳化稻壳，厚度为150mm
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280mm。
[0014]进一步的方案是，利用氩气压力平衡等离子埋弧加热枪内外液面高度，当插入深度相同，氩气压力高时，内外液面高度差大，氩气压力低时，内外液面高度差小；保持足够大的氩气压力，使内部液面上升高度不超过35mm。
[0015]进一步的方案是，等离子埋弧加热枪加热不规则形状帽口时，为了使帽口各部位受热均匀，移动等离子埋弧加热枪；移动过程中，等离子埋弧加热枪不提出渣面，并且保持等离子埋弧加热枪慢速运动，不引起钢液面波浪。
[0016]进一步的方案是，采用多极加热：等离子埋弧加热在不同吨位钢锭上使用，根据需要采用两个以上等离子埋弧加热枪同时加热。
[0017]进一步的方案是，采用两个等离子埋弧加热枪加热时，对称摆放，分别摆在帽口的半径的一半的位置上；采用三个等离子枪加热时，等离子埋弧加热枪按等边三角形摆放，等离子埋弧加热枪同样放在帽口半径的一半位置上。
[0018]本专利技术相比于现有技术所具有的有益效果：
[0019]本专利技术采用的浇注方法有效避免了钢水二次氧化，减少了夹杂物生成，帽口有保护渣、耐高温硅酸铝棉、碳化稻壳三重保温，可以确保钢锭从下到上有序凝固，使钢锭本体中的夹杂物能更好的去除，同时有效防止了因帽口保温不好造成的结晶雨在钢锭底部形成大量夹杂物聚集的沉聚堆的发生。
[0020]本专利技术采取快速提温方法给帽口加热，使大型钢锭迅速建立了正的温度梯度，增加了帽口补缩效率，提供帽口的利用率，节约了钢水，提高了钢锭出成率。等离子埋弧加热，使钢锭补缩通道长期处在畅通状态，增加了帽口的补缩时间和补缩距离，减少了钢锭缩孔疏松缺陷，提高了钢锭合格率。
[0021]本专利技术采用等离子埋弧加热过程，快速提温，使金属液面温度迅速升高，减少了结晶雨的下落，控制了钢锭的负偏析。此外，采用等离子埋弧加热对钢水有一定的搅拌作用，促进了夹杂物及气体上浮，减少了钢锭夹杂缺陷。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]本专利技术的一个实施例公开了一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法，包括：
[0024]在钢锭模中心处设置一冷芯；内置冷芯不但能够改善大型钢锭中心凝固缺陷，还可以通过选取C、S、P等元素含量略低于钢液的冷芯，并结合内置冷芯可以增强钢液冷却强
度的能力，来大幅度降低钢锭凝固偏析程度，以提高大型钢锭的质量和利用率。
[0025]将氩气充入锭模，将钢锭模内空气排净；
[0026]对钢锭进行浇注，浇注方法包括保护渣选择、钢水浇注过热度控制、浇注速度控制、帽口保温控制工序；保护渣选择工序，钢锭浇注使用低碳保护渣，低碳保护渣半球点温度1180℃
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法，其特征在于：包括：在钢锭模中心处设置一冷芯；将氩气充入锭模，将钢锭模内空气排净；对钢锭进行浇注，所述浇注方法包括保护渣选择、钢水浇注过热度控制、浇注速度控制、帽口保温控制工序；所述保护渣选择工序，钢锭浇注使用低碳保护渣，低碳保护渣半球点温度1180℃
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1240℃；所述钢水浇注过热度控制工序，钢锭浇注过热度43℃
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50℃；所述浇注速度控制工序，钢锭浇注每次浇注两支钢锭，本体部分浇注速度为4.1t/min
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4.5t/min，帽口部分浇注速度为1.6t/min
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2.7t/min；所述帽口保温控制工序，钢锭浇注帽口重量20％
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50％时用厚度60mm
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100mm的耐高温硅酸铝棉覆盖钢锭帽口内低碳保护渣表面；浇注完毕后利用等离子埋弧加热系统的等离子埋弧加热枪，对钢锭帽口进行等离子埋弧加热；其中，等离子埋弧加热枪需通入氩气；采用氩气搅拌：氩气在进入钢液之后，形成气泡迅速上升，氩气的上升动力带动中心部位钢液向上运动，有利于夹杂物上浮；同时，氩气泡捕捉钢液中气体，使有害气体向氩气泡中扩散，而被带出钢液；等离子埋弧加热枪氩气流量控制：开始起弧阶段，需要较小的氩气流量6L/min
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8L/min；当等离子埋弧加热枪伸入到钢液中之后，逐步加大氩气流量，达到12L/min
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16L/min，氩气压力为0.1MPa
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0.25MPa；起弧时，电压为50V
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120V；稳定工作时，电压为30V
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100V；在帽口内保温耐火材料外围设置感应线圈，感应线圈通50Hz
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5000Hz交变电流获得电磁场，充型结束后，开启帽口电磁场电源，供电功率介于20kW
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10000kW，采用持续供电或间断供电方式，总加热时间小于或等于锭身的凝固时间；脱模冷却；停止电磁场电源供电，脱去锭模，冷却钢锭。2.根据权利要求1所述的一种改善下注大钢锭帽口补缩的方法，其特征在于：所述在钢锭模中心处设置一冷芯前需选取冷芯，选取的冷芯内部无疏松、缩孔、夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国栋，
申请(专利权)人：新余华峰特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：