一种大型钢锭的还原浇铸复合方法及其装置

摘要

本发明公开了一种大型钢锭的还原浇铸复合方法及装置，该方法包括选取芯坯，调整芯坯的温度，芯坯表面预除鳞，芯坯表面的氧化铁皮还原，浇铸复合，复合锭的冷却，复合锭的重复浇铸复合。该方法采用的装置包括：炉体、外壳、保温层、内壳、排气口、真空抽气装置、惰性气体入口、钢锭模、垫铁、芯坯、铁帽口、绝热板、浇口砖、连接螺栓、密封胶圈、还原气体入口、炉盖、浇铸通道、阀杆、阀体、阀板、石棉垫片、滑动水口、钢水包。利用本发明的方法和装置，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，内部偏析小，内部质量好，钢锭成材率高等特点。

主权项

一种大型钢锭的还原浇铸复合方法，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，芯坯表面无夹渣、重皮和裂纹缺陷；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，然后冷却到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喷吹芯坯表面，将芯坯表面较厚的氧化铁皮打掉，或向芯坯表面喷射铁砂，将芯坯表面较厚的氧化铁皮层打掉；d.芯坯表面的氧化铁皮还原：将钢锭模放进复合装置中，在钢锭模底部放置3～8块垫铁，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20mm～500mm，然后再将表面经过预除鳞的芯坯放进钢锭模内，置于垫铁的上面，在钢锭模上部装好帽口和绝热板，盖上复合装置的上盖，将钢锭模和芯坯全部密封在复合装置中，利用真空抽气装置将复合装置中的空气抽出，然后充入惰性气体，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，目的是使还原性气体与芯坯表面的氧化铁皮发生还原反应，反应形成的水蒸气由排气口排出，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，利用真空抽气装置将复合装置中的还原性气体抽出，或向复合装置中充入惰性气体，将装置中的还原性气体排空；e.浇铸复合：将预先准备好的盛有钢水的钢水包吊放在复合装置顶部，打开复合装置顶部的密封蝶阀，打开钢水包下部的滑动水口，向复合装置中的钢锭模内浇铸液态钢水，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淹没芯坯抵达帽口的液相线位置；f.复合锭的冷却：当钢水浇铸完成后，向复合装置中充入惰性气体，打开复合装置的上盖，向帽口中投入保护渣，再向复合装置中喷吹大量的惰性气体或冷空气，将复合锭冷却到脱模温度，然后将钢锭及钢锭模吊出复合装置进行脱模；g.复合锭的重复浇铸复合：更换大于步骤d所述钢锭模尺寸的钢锭模，重复步骤c至步骤f，利用浇铸复合后的钢锭做芯坯，对浇铸复合后的钢锭进行重复浇铸复合，直至制备出符合重量要求的大型钢锭。