專利名稱：電磁攪拌水冷鋼錠澆注模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電磁攪拌水冷鋼錠澆注模技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于鋼鐵冶煉，特別涉及一種電磁攪拌水冷鋼錠澆注模。
背景技術(shù)：
[0002]申請?zhí)枮?012202592024的新型鋼錠水冷澆注模，鋼錠結(jié)晶的狀態(tài)是“靜態(tài)結(jié) 晶”，雖因冷卻速度快使等軸晶率有所提高，但質(zhì)量無法與電渣重熔鋼錠相比，特別是鍛造 行業(yè)急需的大型錠坯更是如此。發(fā)明內(nèi)容[0003]針對上述問題，本實用新型提供了一種電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，讓鋼錠在“運 動”的狀態(tài)下結(jié)晶，克服了使鋼液在結(jié)晶過程中偏折、疏松、晶粒粗大等缺陷，使鋼錠的內(nèi)在 質(zhì)量大幅提聞。[0004]本實用新型的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，由底盤、附盤、模體和保溫帽構(gòu)成，附盤 安裝在底盤上，模體座于附盤上，模體的上口內(nèi)嵌插接保溫帽，保溫帽的上口環(huán)隙中充填有 填料砂，保溫帽絕熱板設(shè)有加固孔。所述模體的內(nèi)壁是頂部直徑略小于下部直徑的圓筒狀 結(jié)構(gòu)，其環(huán)周設(shè)有冷卻水夾套，該夾套的腔體的間隙由下至上漸大，且冷卻水夾套的兩端設(shè) 有冷卻水的出入口 a、b ;在模體的環(huán)周設(shè)有電磁攪拌器。[0005]作為本實用新型的進一步改進，模體內(nèi)壁是同一材質(zhì)制成，且模體與鋼液接觸的 內(nèi)壁的厚度是下薄上厚且逐漸增加。[0006]作為本實用新型的進一步改進，模體內(nèi)壁是由幾種熱導率不同的材質(zhì)焊接而成， 且模體內(nèi)部與鋼液接觸的內(nèi)壁的金屬材質(zhì)熱導率由下至上變小、壁厚是下薄上厚且逐漸增 加。[0007]作為本實用新型的進一步改進，模體外周至少設(shè)置一臺電磁攪拌器。[0008]作為本實用新型的進一步改進，電磁攪拌器由電磁感應(yīng)器、水冷系統(tǒng)和變頻電源 構(gòu)成。[0009]作為本實用新型的進一步改進，電磁攪拌器至少有一只電磁感應(yīng)器。[0010]作為本實用新型的進一步改進，在模體上固定有托板，在托板上設(shè)有電磁感應(yīng)器， 各電磁感應(yīng)器間由固定板固定。[0011]作為本實用新型的進一步改進，模體由卡板固定在附盤上。[0012]電磁攪拌器是由連鑄機MEMS在結(jié)構(gòu)上稍加改造而成，由于本實用新型模體外壁 本身就是冷卻壁，又因本實用新型的電磁攪拌器的主要功能不在“攪拌”上，而主要是要鋼 水在水冷模中“運動”，電磁攪拌器與安在連鑄機上的MEMS相比功率要小，感應(yīng)器產(chǎn)生的熱 量與運轉(zhuǎn)的電機相當，另外水冷模澆注比在連鑄機上環(huán)境要好的多，所以電磁攪拌器無需 強冷，“自冷”就可以了。[0013]本實用新型中電磁攪拌器中的變頻電源與連鑄機中MEMS有所不同，變頻電源的 頻率變動范圍(工作頻率變化范圍設(shè)定)應(yīng)考慮冷卻水套內(nèi)壁(水冷模與鋼液接觸的內(nèi)壁)的材質(zhì)，如紫銅3-15Hz，工業(yè)純鐵或低碳鋼30-50HZ。[0014]使用本裝置，在鋼液的澆注和結(jié)晶過程中，啟動電磁攪拌器，鋼液“動態(tài)”結(jié)晶成固 體。與原技術(shù)比鋼錠等軸晶率進一步提高，根據(jù)不同的鋼種適當設(shè)定攪拌強度和微調(diào)攪拌 方法，可達到理想的等軸晶率；其成品成份均勻，晶粒細化、從而大幅改善鋼錠質(zhì)量，用此設(shè) 備澆注經(jīng)VD處理的鋼錠可與電渣重熔鋼錠媲美。


[0015]圖1、圖2、圖3是本實用新型的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模不同實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實施方式
[0016]本實用新型的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，由附盤1、模體2和保溫帽3構(gòu)成，模體2 由卡板7固定在附盤I上，附盤I安裝在底盤8上。在附盤上只設(shè)有一級模體，模體2的上 口內(nèi)嵌插接保溫帽3，所述模體2的內(nèi)壁是頂部直徑略小于下部直徑的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其環(huán)周 設(shè)有冷卻水夾套4，該夾套的腔體的間隙由下至上漸大，且冷卻水夾套4的兩端設(shè)有冷卻水 的出入口 a、b。在模體2的環(huán)周緊貼有電磁攪拌器9，電磁攪拌器9可以根據(jù)需要，在模體 2外設(shè)一個以上。所述的電磁攪拌器9由電磁感應(yīng)器10、水冷系統(tǒng)和變頻電源構(gòu)成。電磁 攪拌器9至少有一只電磁感應(yīng)器10。[0017]如果電磁攪拌器是有一個以上的電磁感應(yīng)器10,則在模體2上固定有托板11,在 托板11上設(shè)有電磁感應(yīng)器10,各電磁感應(yīng)器10間由固定板12固定。[0018]模體2的柱體的上口間隙配合插入保溫帽3，保溫帽3的上口環(huán)隙5中充填有填料 砂，保溫帽3絕熱板設(shè)有加固孔6。本裝置的水冷模上端安裝保溫帽3，其為內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，絕熱 板與模體筒狀內(nèi)壁配合，其被固定環(huán)與填料砂與模體上端固定，擋砂板是焊在模體上端面 的。本新型水冷模設(shè)有保溫帽，保溫帽中的鋼液溫降最慢，實現(xiàn)了最后的“補縮”。[0019]模體2內(nèi)壁是同一材質(zhì)制成，如純銅或工業(yè)純鐵或低碳鋼等制成，且模體2與鋼液 接觸的內(nèi)壁的厚度是下薄上厚且逐漸增加。[0020]模體2內(nèi)壁是由幾種熱導率不同的材質(zhì)焊接而成，如純銅、工業(yè)純鐵和低碳鋼，且 模體2內(nèi)部與鋼液接觸的內(nèi)壁的金屬材質(zhì)熱導率由下至上變小(即從下至上依次由純銅、 工業(yè)純鐵、低碳鋼焊接而成)、壁厚是下薄上厚且逐漸增加。[0021]下面根據(jù)具體情況，說明本實用新型的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模的結(jié)構(gòu)[0022]實施例1[0023]如圖1所示，將2臺電磁攪拌器上、下依次安裝在水冷模模體的外圍，模體上半部 的電磁攪拌器9 (I),其米用旋轉(zhuǎn)磁場,使鋼液在模體內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動；模體的下半部電磁 攪拌器9 (2)，采用行波磁場使鋼液在模體內(nèi)產(chǎn)生上下運動，且模體的下半部電磁攪拌器9(2)是由兩臺電磁感應(yīng)器構(gòu)成，這樣的結(jié)構(gòu)便于維修。[0024]本裝置，可以根據(jù)不同鋼種設(shè)定攪拌強度和調(diào)整攪拌方法，以達到理想的效果。[0025]實施例2[0026]如圖2所示，10噸以下鋼錠用一臺電磁攪拌器，設(shè)置在模體的中下部，該電磁攪拌 器是由兩臺電磁感應(yīng)器構(gòu)成，形成旋轉(zhuǎn)磁場，由于澆注完成時間較短(30-50分鐘)即可全部結(jié)晶，若與鋼水接觸的內(nèi)壁是紫銅材質(zhì)則變頻電源采用3-15HZ的頻率范圍。如果是工業(yè)純 鐵或低碳鋼，變頻電源采用30-60HZ (頻率可調(diào)整、改變攪拌強度)周向最大線速度控制在 O. 05-0. 3m/秒，當鋼液澆至錠身2/3即可開啟電磁攪拌器，鋼液低速慢攪(鋼液澆注時，鋼 液也在動，由中心往上運動，至液面后沿模壁向下運動)，旋轉(zhuǎn)攪動，看液面上升時液面保護 渣的運動情況，如露亮及時填補。未凝結(jié)鋼液“運動”起來內(nèi)部熱量向外傳遞也比不運動要 來的快，一般說來直徑小于一米的錠坯在30-50分鐘即可結(jié)晶完成，直到鋼液完全凝固后 停掉電磁攪拌器，即可打開卡板7，從上部脫出模體，將鋼錠送去退火。[0027]實施例3[0028]如圖3所示，較大型鋼坯(50噸以上)，可在模體上設(shè)置3套電磁攪拌器，每臺攪拌 器都由兩臺單體弧形電磁感應(yīng)器構(gòu)成，模體焊上托板，電磁感應(yīng)器座上邊用螺栓將感應(yīng)器 的緊固板連接在一起。上下兩臺電磁攪拌器為旋轉(zhuǎn)磁場，中間為行波磁場；[0029]模體內(nèi)壁是紫銅材質(zhì)和工業(yè)純鐵焊接而成，下部電磁感應(yīng)器變頻電源采用3-15HZ 的頻率范圍，上部電磁感應(yīng)器變頻電源采用30-60HZ的頻率范圍，中間看情況而定；[0030]當鋼液澆至錠身2/3錠身高度即可開啟9 (3)開始攪動，當全部澆注完成即可跟 進9 (2)和9 (I) 一起開動，約I分鐘后將9 (2)及9 (I)停下來，只用9 (3)攪動；[0031]設(shè)計時考慮到開啟每一臺攪拌器都可影響整個錠身高度，故應(yīng)功率足夠，以便輪 換開啟，使感應(yīng)器不至過熱。[0032]本實用新型的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模其使用方法，以圖1為例[0033]電磁攪拌水冷鋼錠澆注模使用方法前期(在開澆前)與鋼錠水冷澆注方法相同(保 護渣、放置及鋼液溫度控制、水壓力控制等)，當鋼液澆注到鋼錠模體2/3時，設(shè)置在模體下 部的電磁攪拌器9 (2)開啟，當澆完整個錠身，電磁攪拌器9 (I)開啟，用較大功率攪動鋼 液，1-2分鐘后關(guān)閉電磁攪拌器9 (2)，只用電磁攪拌器9 (I)攪動，前期這1-2分鐘可均勻 鋼液成份(兩臺攪拌器中一臺啟動即可影響整個錠身鋼液)。這期間注意觀察冷卻水溫度和 工作中的電磁攪拌器的表面溫度，若溫度偏高可暫停電磁攪拌器9(1)換成電磁攪拌器9(2)繼續(xù)攪拌。當電磁攪拌器9 (I)溫度降下來(大約5-10分鐘)關(guān)掉電磁攪拌器9 (2)， 重啟電磁攪拌器9 (I)繼續(xù)進行旋轉(zhuǎn)攪動，直到鋼液全部結(jié)晶完成(當電磁攪拌器9 (I)溫 度下降后，重啟9 (I)繼續(xù)攪拌，主要的攪動工作由9 (I)完成)。要注意9 (2)攪拌的時 間要控制適當，時間過長會使鋼錠后期收縮不利。觀察保溫帽中發(fā)熱劑和保溫劑的動態(tài)可 判斷是否結(jié)晶完畢。若保溫帽中發(fā)熱劑和保溫劑靜止不動可停止攪拌，打開卡板7從上部 脫出模體，將鋼錠移去退火。
權(quán)利要求1.電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，由底盤(8)、附盤(I)、模體(2)和保溫帽(3)構(gòu)成，附盤(I)安裝在底盤(8)上，模體(2)座于附盤(I)上，模體(2)的上口內(nèi)嵌插接保溫帽(3)，保溫帽(3)的上口環(huán)隙(5)中充填有填料砂，保溫帽(3)絕熱板設(shè)有加固孔(6)，其特征在于所述模體(2)的內(nèi)壁是頂部直徑略小于下部直徑的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其環(huán)周設(shè)有冷卻水夾套(4)，該夾套的腔體的間隙由下至上漸大，且冷卻水夾套(4)的兩端設(shè)有冷卻水的出入口 a、b ;在模體(2)的環(huán)周設(shè)有電磁攪拌器(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征在于模體(2)內(nèi)壁是同一材質(zhì)制成，且模體(2)與鋼液接觸的內(nèi)壁的厚度是下薄上厚且逐漸增加。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征在于模體(2)內(nèi)壁是由幾種熱導率不同的材質(zhì)焊接而成，且模體(2)內(nèi)部與鋼液接觸的內(nèi)壁的金屬材質(zhì)熱導率由下至上變小、壁厚是下薄上厚且逐漸增加。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征在于模體(2)外周至少設(shè)置一臺電磁攪拌器(9)。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征在于電磁攪拌器(9)由電磁感應(yīng)器(10)、水冷系統(tǒng)和變頻電源構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征在于電磁攪拌器(9)至少有一只電磁感應(yīng)器(10)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征是在模體(2)上固定有托板(11)，在托板(11)上設(shè)有電磁感應(yīng)器(10),各電磁感應(yīng)器(10)間由固定板(12)固定。
8.如權(quán)利要求1所述的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模，其特征在于模體(2)由卡板(7)固定在附盤(I)上。
專利摘要本實用新型的電磁攪拌水冷鋼錠澆注模屬于鋼鐵冶煉，由底盤、附盤、模體和保溫帽構(gòu)成，附盤安裝在底盤上，模體座于附盤上，模體的上口內(nèi)嵌插接保溫帽。所述模體的內(nèi)壁是頂部直徑略小于下部直徑的圓筒狀結(jié)構(gòu)，其環(huán)周設(shè)有冷卻水夾套，該夾套的腔體的間隙由下至上漸大，且冷卻水夾套的兩端設(shè)有冷卻水的出入口a、b；在模體的環(huán)周設(shè)有電磁攪拌器。使用本裝置，在鋼液的澆注和結(jié)晶過程中，啟動電磁攪拌器，鋼液“動態(tài)”結(jié)晶成固體。與原技術(shù)比鋼錠等軸晶率進一步提高，根據(jù)不同的鋼種適當設(shè)定攪拌強度和微調(diào)攪拌方法，可達到理想的等軸晶率；其成品成份均勻，晶粒細化、從而大幅改善鋼錠質(zhì)量，用此設(shè)備澆注經(jīng)VD處理的鋼錠可與電渣重熔鋼錠媲美。
文檔編號B22D27/04GK202824559SQ20122050042
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月4日
發(fā)明者孫利民, 孫柏良 申請人:孫柏良