一种多芯还原多包共浇复合浇铸大型钢锭的方法及装置

摘要

本发明公开了一种多芯还原多包共浇复合浇铸大型钢锭的方法及装置，该方法包括选取芯坯，调整芯坯的温度，芯坯表面预除鳞，芯坯与锭模的组装，芯坯表面的氧化铁皮还原，浇铸复合和复合锭的冷却。该方法采用的装置包括：罐体、还原气体入口、保温层、螺栓、仓门、帽口、绝热板、钢锭模、芯坯、垫铁、台车、惰性气体入口、底部隔热层、排气口、防爆端盖、真空排气阀、真空泵、循环风扇、浇口砖、浇注通道、密封阀杆、密封阀体、密封阀板、石棉密封、滑动水口和钢包。本发明可以制备出普通模铸方法无法生产的大型和特大型模铸钢锭。本发明制备的钢锭具有生产成本低，凝固速度快，内部偏析小，成分均匀以及成材率高的特点。

主权项

一种大型钢锭的多芯还原多包共浇复合浇铸方法，其特征是该方法包括以下步骤：a.选取芯坯：芯坯或为连铸坯，或为轧制坯，或为锻造坯，或为已经浇铸出来的小钢锭，芯坯的成分与所铸成品钢锭的成分相同，芯坯的形状或为圆形，或为方形，或为矩形，或为多边形，芯坯的重量总和为所铸成品钢锭重量的芯坯的高度为所铸成品钢锭高度的芯坯表面无夹渣、重皮和裂纹缺陷，当选取小钢锭做芯坯时，需切除小钢锭上部的帽口部分；b.调整芯坯的温度：选用冷坯或冷锭做芯坯时，先对芯坯进行加热，将芯坯加热到500℃‑1300℃，选用现场浇铸的小钢锭做芯坯时，先将浇铸后脱模的小钢锭帽口部分切除，然后温度调整到500℃‑1300℃；c.芯坯表面预除鳞：利用高压空气或高压氮气或高压水或铁砂喷吹芯坯表面，将芯坯表面的氧化铁皮层打掉；d.芯坯与锭模的组装：将钢锭模放在台车上，在钢锭模底部放置垫铁，用于支撑芯坯，垫铁的成分与芯坯及成品大钢锭的成分相同，垫铁或为圆形，或为矩形，垫铁高度为10mm‑500mm，然后再将表面经过预除鳞的芯坯依次放进钢锭模内，放置在垫铁的上面，每块芯坯下面采用2‑8块垫铁支撑，在钢锭模上部装好帽口和绝热板，将台车与钢锭模及芯坯一起推入复合装置中，使芯坯之间的间隙对准浇注通道下方，然后关闭复合装置的仓门，将钢锭模和芯坯全部密封在复合装置中；e.芯坯表面的氧化铁皮还原：启动真空抽气装置将复合装置中的空气抽出，然后向复合装置中充入惰性气体，再将复合装置中的惰性气体抽出，确保复合装置中氧气的体积分数降低到0.1％以下，然后，关闭真空抽气装置，向复合装置中充入还原性气体，此还原性气体或为氢气，或为氢气与氮气的混合气氛，或为氢气、氮气与一氧化碳的混合气氛，同时，开启循环风扇，将还原性气体吹入钢锭模内，并在整个复合装置中循环，使还原性气体与芯坯表面的氧化铁皮充分发生还原反应，打开排气口，将反应形成的混合气体排出复合装置，通过不断地向复合装置中充入新鲜的还原性气体，不断地将反应后的混合气体排出，使还原反应不断地进行，当芯坯表面的氧化铁皮被还原性气体全部还原成金属铁后，关闭还原气体入口和排气口，利用真空抽气装置将复合装置中的还原性气体抽出，再向复合装置中充入惰性气体，再将复合装置中的惰性气体排空，确保复合装置中的氢气或一氧化碳体积含量降低到0.1％以下，然后准备向复合装置中浇注钢水；f.浇铸复合：将预先准备好的盛有钢水的钢包分别吊放在复合装置顶部的浇注通道上方，打开复合装置顶部的密封阀板，分别打开钢包下部的滑动水口，向复合装置中的钢锭模内浇注液态钢水，钢水进入钢锭模后包围在芯坯和垫铁周围，在芯坯与钢锭模之间的间隙内凝固，随着钢液的凝固，不断地向钢锭模内浇注钢水，直到钢液全部充满芯坯和钢锭模之间的间隙并最终淹没芯坯抵达帽口的液相线位置；g.复合锭的冷却：当钢水浇注完成后，打开惰性气体入口，向复合装置中充入大量的惰性气体，直到复合装置中的气体压力与大气压力相等时，再打开复合装置的仓门，将台车从复合装置中拉出，然后向钢锭模上部的帽口中投入保护渣，将复合锭冷却到脱模温度，最后将钢锭从钢锭模中脱出。