專利名稱：中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼胚冶煉澆注技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種中頻電加熱大型鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔的裝置，以及用該裝置補(bǔ)縮孔的工藝方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有鋼胚特別是大中型鋼胚的冶煉澆注過程中，通常是將熔溶的鋼液先經(jīng)冒口流入鋼模型腔中，再經(jīng)冷卻脫模后形成鋼胚。鋼液在鋼模型腔內(nèi)冷凝過程中體積會(huì)發(fā)生三次收縮，即第一次是合金液從澆注溫度冷卻到開始凝固的溫度稱為液態(tài)收縮，第二次是從開始凝固的溫度冷卻到金屬液全部凝固的溫度稱為凝固收縮，第三次是從全部凝固的溫度冷卻到室溫稱為固態(tài)收縮；而鋼液的收縮大小與鋼胚大小有關(guān)，鋼液每降低100度，體積均收縮0. 78-1.2%，因此澆注溫度越高，液態(tài)收縮越大。另外鋼液中的合金元素不同，收縮率也不同，如錳、硫量越大，收縮也越大，如碳、硅含量高，收縮小。由于熱脹冷縮的原因，鋼液進(jìn)入型腔后，靠近型壁的金屬液散熱快，冷卻速度快而后向鋼模中心逐次凝固，鋼胚在冷卻過程中，一般液態(tài)收縮時(shí)可以得到澆包中冒口中的液態(tài)金屬的補(bǔ)充，這個(gè)階段的收縮對(duì)鋼胚質(zhì)量影響不大。固態(tài)收縮對(duì)形成縮孔、縮松缺陷影響也不大。但如果在凝固收縮時(shí)得不到及時(shí)的補(bǔ)充，就會(huì)在鋼胚中心內(nèi)部如溫度最高中心處形成縮孔與縮松缺陷，造成鋼胚的次廢品率達(dá)到30%以上?？s孔、縮松缺陷在鋼胚中產(chǎn)生的一個(gè)地方是發(fā)生在鋼胚中心部位，因?yàn)檫@些地方金屬液的散熱最慢，最后凝固而形成缺陷；另一個(gè)地方是冒口下方部位，因?yàn)檫@里冷卻速度快，鋼胚內(nèi)部氣體、鋼渣得不到排除，使金屬液與外界隔離，而冒口上方確已凝固， 最后形成缺陷，降低了冒口的補(bǔ)縮效率?？s孔、縮松缺陷多發(fā)生在鋼胚內(nèi)部，且很相似，危害都很大。如此之高的次廢品率不僅浪費(fèi)大量的資源及能源，也嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率，是長(zhǎng)期困擾鋼胚制造企業(yè)進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益的瓶頸，也是人們長(zhǎng)期以來想要解決而未能解決的一大難題。為解決鋼胚縮孔及縮松缺陷，以往制造業(yè)主要采取增加冒口直徑和高度，以及改變發(fā)熱冒口發(fā)熱材料來補(bǔ)充模腔內(nèi)缺損的方法，但效果不明顯。其原因在于冒口處于模腔最上方，壁厚薄，降溫速度快，結(jié)晶速度大于模腔中心結(jié)晶速度，使鋼模中心的氣體、雜質(zhì)得不到排出；而冒口液體因受外界因素所限，明冒暴露在空氣中凝固，促使冒口金屬液與外界隔離，降低了冒口的收縮效率，造成大部分鋼胚內(nèi)都存在縮孔及縮松現(xiàn)象，產(chǎn)品合格率非常低。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔裝置及工藝，以實(shí)現(xiàn)在大中型鋼胚的冶煉澆注過程中完全避免形成縮孔及縮松缺陷的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鋼模的上部裝有澆鑄冒口，其特征在于中頻感應(yīng)加熱配電柜經(jīng)電容器與感應(yīng)加熱圈連接，感應(yīng)加熱圈內(nèi)的冷卻液與冷卻源相通，感應(yīng)加熱圈套裝在澆鑄冒口外，所述澆鑄冒口為用30目-50目石英砂混合泡花堿壓制的復(fù)合型結(jié)構(gòu)； 所述的中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔工藝，其特征在于
(a)先將溫度為1500°C-1600°C的鋼水從冒口澆入鋼模型腔內(nèi)，并使鋼水(4)上液面至冒口上部端面；
(b)再將感應(yīng)加熱圈套合 在冒口外壁上，并加熱使冒口內(nèi)鋼水溫度保持為 15000C -1600°C、8-10分鐘，至冒口內(nèi)鋼水全部補(bǔ)充進(jìn)入鋼模型腔內(nèi)；
(c)然后按每分鐘降溫100°C-120°C的速度使冒口內(nèi)鋼水降溫，直到凝固；
(d)最后脫模得到無縮孔和縮松缺陷的鋼胚。本發(fā)明由于在鋼模型上部設(shè)有由石英沙與泡花堿混合制成的冒口與澆口合一的冒口，并配備中頻感應(yīng)加熱爐，使中頻感應(yīng)加熱爐的感應(yīng)加熱圈與冒口外壁套合，因而當(dāng)將溫度為1500°C -1600°C的鋼水澆入鋼模型腔內(nèi)并澆滿冒口時(shí)，及時(shí)將感應(yīng)加熱圈套在冒口的外壁上，加熱使冒口內(nèi)鋼水溫度保持為1500°C -1600°C，這樣處于液體狀態(tài)的鋼水慢慢不斷補(bǔ)入鋼模型腔內(nèi)，約8-10分鐘，冒口內(nèi)鋼水全部補(bǔ)充進(jìn)入鋼模型腔內(nèi)，然后逐步降低電流，使冒口內(nèi)鋼水溫度按每分鐘100°C -120°C的速度降溫，直到凝固，通過這種方法起到了慢補(bǔ)縮作用，使鋼液中的渣質(zhì)、氣體有時(shí)間向外排出，使鋼胚的縮孔、渣孔、氣孔得以徹底解決，使鋼胚由珠光體轉(zhuǎn)變到滲碳體、奧氏體，達(dá)到最佳的結(jié)晶狀態(tài)，使產(chǎn)品合格率達(dá)到
100% O本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可有效降低澆鑄冒口的冷卻速度，延長(zhǎng)鋼液與外界隔離時(shí)間，使鋼液中的渣質(zhì)、氣體及時(shí)向外排除，鋼胚的縮孔、渣孔、氣孔得以徹底解決，使鋼胚由珠光體轉(zhuǎn)變到滲碳體、奧氏體，達(dá)到最佳的結(jié)晶狀態(tài)，降低了冒口的收縮效率，使產(chǎn)品合格率得到大幅度提高。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式如附圖所示，鋼模5的上部裝有澆鑄冒口 2，中頻感應(yīng)加熱配電柜1經(jīng)電容器與感應(yīng)加熱圈3連接，中頻感應(yīng)加熱配電柜1為感應(yīng)加熱圈3提供加熱電源，中頻感應(yīng)加熱配電柜1采用160KW的中頻感應(yīng)加熱爐控制，感應(yīng)加熱圈3內(nèi)的冷卻液與冷卻源6相通，通過進(jìn)、回水系統(tǒng)降低感應(yīng)加熱圈3內(nèi)的溫度，澆鑄冒口 2為用30目、40目或50目的石英砂混合泡花堿壓制的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。將爐溫控制在1500°C -1600°c之間開始澆鑄，鋼水注滿后，在澆鑄冒口 2的鋼液4處于液體狀態(tài)情況下，將感應(yīng)加熱圈3套入澆鑄冒口 2繼續(xù)加熱，溫度保持在 1500°C -1600°C，使鋼液在8-10分鐘內(nèi)處于液體狀態(tài)，慢慢補(bǔ)充到鋼模5的模腔中心，直到最后補(bǔ)充完畢，使其鋼水4中的渣質(zhì)、氣體及時(shí)向外排除，然后逐步降低電流，使冒口內(nèi)鋼水溫度按每分鐘100°C -120°C的速度降溫，鋼制冒口 2的鋼水4慢慢凝固，直至結(jié)晶在澆鑄冒口 2成固體，使鋼胚的縮孔、渣孔、氣孔得以徹底解決，使鋼胚由珠光體轉(zhuǎn)變到滲碳體、奧氏體，達(dá)到最佳的結(jié)晶狀態(tài)。通過這種工藝方法起到了有效的補(bǔ)縮作用。
權(quán)利要求
1.一種中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔裝置，鋼模(5)的上部裝有澆鑄冒口(2)，其特征在于中頻感應(yīng)加熱配電柜(1)經(jīng)電容器與感應(yīng)加熱圈(3)連接，感應(yīng)加熱圈(3)內(nèi)的冷卻液與冷卻源(6)相通，感應(yīng)加熱圈(3)套裝在澆鑄冒口(2)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔裝置，其特征在于所述澆鑄冒口(2)為用30目-50目石英砂混合泡花堿壓制的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。
3.—種權(quán)利要求1所述的中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔工藝，其特征在于按下述工藝方法補(bǔ)縮孔(a)先將溫度為1500°C-1600°C的鋼水從冒口(2)澆入鋼模(5)型腔內(nèi)，并使鋼水(4) 上液面至冒口(2)上部端面；(b)再將感應(yīng)加熱圈(3)套合在冒口(2)外壁上，并加熱使冒口(2)內(nèi)鋼水(4)溫度保持為15000C -1600°C、8-10分鐘，至冒口(2)內(nèi)鋼水(4)全部補(bǔ)充進(jìn)入鋼模(5)型腔內(nèi)；(c)然后按每分鐘降溫100°C-120°C的速度使冒口(2)內(nèi)鋼水(4)降溫，直到凝固；(d)最后脫模得到無縮孔和縮松缺陷的鋼胚。
全文摘要
一種中頻電加熱鋼胚鑄造補(bǔ)縮孔裝置及工藝，用于鋼胚鑄造補(bǔ)縮。鋼模上部裝有澆鑄冒口，中頻感應(yīng)加熱配電柜與感應(yīng)加熱圈連接，感應(yīng)加熱圈內(nèi)冷卻液與冷卻源相通，感應(yīng)加熱圈套裝在冒口外，冒口用石英砂混合泡花堿壓制；將爐溫控制在1500℃-1600℃之間澆鑄，鋼水注滿后及時(shí)將感應(yīng)加熱圈套入冒口繼續(xù)加熱，溫度保持在1500℃-1600℃、8-10分鐘，逐步降低電流，使冒口內(nèi)鋼水溫度按每分鐘100℃-120℃速度降溫直到凝固。本發(fā)明可有效降低冒口冷卻速度，延長(zhǎng)鋼液與外界隔離時(shí)間，使鋼液中渣質(zhì)、氣體及時(shí)向外排除，鋼胚縮孔、渣孔、氣孔得以徹底解決，達(dá)到最佳結(jié)晶狀態(tài)，降低了冒口的收縮效率，使產(chǎn)品合格率得到大幅度提高。
文檔編號(hào)H05B6/10GK102350485SQ20111029266
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月5日
發(fā)明者張少鵬 申請(qǐng)人:襄樊市鵬榮刀具制造有限公司