專利名稱：一次性芯棒連鑄管坯的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬管坯的制造技術，而具體涉及的是一種一次性使用的芯棒，隨著鑄坯運動而與鑄坯一起被拉出來的一次性芯棒連鑄管坯的方法。
本發(fā)明的技術總構思在于，令一次性芯棒(即一次性使用芯棒)在管坯連鑄過程中，隨著管坯運動，且直至管坯生產的完成。采用這種芯棒與管坯聯動的技術方案，使用常規(guī)的垂直或水平連鑄設備和結晶器，來加工制造連鑄空心管坯。這是本發(fā)明區(qū)別于已有技術的主要特征。而常規(guī)垂直連鑄設備、工藝和技術，是成熟的，是易于掌握的。也就是說，本發(fā)明幾乎與實心坯連鑄方法相同，操作過程也就那么簡單。而用軟質石墨或耐火材料制備的芯棒，可以從管坯中被輕易地破碎和清除干凈。
本發(fā)明實現其目的的技術方案，是在加設芯棒導入裝置的常規(guī)垂直連鑄設備上實施。它仍然包括熔煉、澆鑄、結晶凝固、拉坯、鋸切工序，而其發(fā)明點在于，依次按照以下工序進行熔煉、澆鑄、結晶凝固、拉出管坯、管坯定尺鋸切、清除芯棒。且在改進前后，澆鑄、結晶凝固、拉坯和鋸切，四者系同步連續(xù)進行的。而有鑒于管坯的生產過程，是在一個連鑄設備上連續(xù)完成的(芯棒清除除外)，即由一臺設備完成多道工序，故本明將步驟稱之為工序。工序即為步驟。而在結晶凝固工序，是將一次性芯棒插入結晶器內部，且所說芯棒由凝固金屬所包容抱合后，隨著鑄坯同步運動，而由結晶器內與鑄坯被同步拉出來；而在清除芯棒工序，是將包容抱合在定尺鋸切后的管坯中的芯棒清除干凈。
而一次性芯棒插入結晶器內的操作方法，可以是人工的或者是機動的，或者是人工與機動相結合的操作方法。而本發(fā)明推薦的是人工與機動相結合的操作方法，即由人工將芯棒置設在芯棒導入裝置內，而再經由芯棒導入裝置持續(xù)不斷地插入結晶器內。由于芯棒導入裝置的作用，可以保證所插入的芯棒，處于結晶器的中心位置。從而確保了管坯的內孔與外圓的同心度。
而一次性芯棒必須充分滿足耐高溫，在常溫和高溫條件下具有足夠的抗拉強度和抗壓強度等力學性能，且經過高溫而再轉為常溫狀態(tài)下又具有良好的潰散性，即易于破碎和清除的特性。據此，本發(fā)明優(yōu)選的芯棒，是軟質石墨芯棒，或者是軟質耐火材料如二氧化硅(石英砂)、碳化硅和剛玉芯棒。而特別推薦的是軟質石墨芯棒。為了方便芯棒的模壓成形、焙燒等的制作，同時也為了方便運輸、儲存和芯棒插入結晶器的人工操作，而本發(fā)明優(yōu)選的芯棒長度為500mm～1200mm。為了提高管坯的內孔的圓正度和表面光潔度，本發(fā)明特別提出，對芯棒的表面，采用車或磨等機加工進行表面處理。而持續(xù)不斷地將芯棒導入結晶器的目的，是通過芯棒首尾對接連結的方法而實現的。而這種首尾對接連結的方法，必須是簡便快捷，且正確到位。本發(fā)明所提供的芯棒首尾對接連結，是呈 形的承插式緊配合對接連結，或者是螺紋對接連結，或者是榫頭(燕尾榫)對接連結。而當芯棒導入裝置為強制式機動導入裝置者，則芯棒可以采用承插式對接連結；而當芯棒導入裝置為非強制式從動導入裝置者，則芯棒應當采用螺紋或榫頭對接連結，以免產生管坯內漏問題。
而芯棒的清除，則是本發(fā)明的最后一道工序，它可以是人工清除，也可以是機動清除。但為了提高工作效率和管坯產量，降低勞動強度和用工人數，本發(fā)明特地為之配套設計了機動長桿鉆，用來清除芯棒。具體地說，當拉出結晶器的包芯管坯，經由定尺鋸切后，在臺架上用機動長桿鉆，將軟質芯棒破碎并清除干凈。當然，為了獲得無任何殘留芯棒的顆粒物或片狀物，以免影響后續(xù)加工的軋管、拉管的質量，也可以再采用機動長桿刷，對管坯內孔作凈化處理。而經清除出來的芯棒廢料，可以回收后再供作制備芯棒的原料。
以下通過具體實施方式
的描述，將會對本明的目的及其技術方案更加明了。
具體實施例方式
之一。采用本申請人已申請中國專利的“一次性芯棒連鑄管坯的設備”。在中頻感應電爐上，將1Cr18Ni9Ti材質的不銹鋼進行熔煉，完成后將其倒入連鑄中間鋼包。該鋼包為連鑄結晶器提供鋼水并控制其鑄造溫度和流量。連鑄裝置為常規(guī)垂直下引連鑄設備。Φ40×800mm規(guī)格的石墨芯棒，通過導向裝置，一根對接一根地垂直進入結晶器，并隨鑄坯一起被拉出。連鑄是成功的。Φ90×25mm的內包石墨芯棒管坯，以4.5m/min的速度從結晶器中拉出；按一定的長度進行定尺切斷后，冷卻到環(huán)境溫度。隨后管坯被輸送到臺架上，用機動長桿鉆將石墨芯棒鉆碎并吹掃干凈，即制得成內孔清潔、尺寸精確的空心連鑄管坯。由于是環(huán)型結晶，鋼水凝固時的偏析等缺陷都呈環(huán)型分布，對管體質量起到良好作用。事實證明，這種超長連鑄空心管坯，通過表面加工處理，最適合作為后道次的行星軋管機的管坯。通過行星軋管機軋制后的管材，再經盤拉機和在線感應退火，進行盤到盤的多次拉伸及退火，從而得到內外表面光亮、質量極佳的精密盤管。由鋼水到不銹鋼管成品的成材率，可達到85％以上。且流程短，成本低。這種方法生產的空心管坯，用于加工薄壁管時，具有明顯的優(yōu)勢。連鑄是成功的。
具體實施例方式
之二。采用本申請人已申請中國專利的“一次性芯棒連鑄管坯的設備”，在中頻感應電爐上，將GH30材質的耐高溫合金鋼進行熔煉，完成后將其倒入連鑄中間鋼包。該鋼包為連鑄結晶器提供鋼水并控制其鑄造溫度和流量。Φ40×800mm規(guī)格的軟質耐火材料芯棒，通過導向裝置，一根對接一根地進入結晶器，并隨鑄坯同步拉出。Φ90×25mm的內包軟質耐火材料芯棒管坯，以設定的速度從結晶器中拉出，按規(guī)定的長度進行定尺切斷后，冷卻到環(huán)境溫度。隨后管坯被輸送到臺架上，用機動長桿鉆將軟質耐火材料芯棒鉆碎并吹掃干凈，即可制得內孔清潔的管坯。由于鋼水呈環(huán)型結晶，鋼水凝固時的偏析等缺陷也都呈環(huán)型分布，這對管體成品質量有好處。這種連鑄空心管坯，通過表面加工后，經三輥行星軋管機軋成Φ47×3mm的超長鋼管并預彎成卷，后道次可實現盤到盤方式的拉拔，中間和成品退火采用在線感應退火方式，最后可得到內外表面光亮、質量極佳的精密管材。由鋼水到管材的成材率可達到85％以上。生產成本比現有技術低很多。連鑄是成功的。
綜上所述的技術方案和由具體實施方式
的驗證，本發(fā)明所具有的投資少，工效高，生產成本低，成材率高，“一機多序”，操作簡便，結晶器和管坯不會被拉斷，管坯質量好等特點是顯而易見的。本發(fā)明與已有技術特別是固定芯棒連鑄法相比較，具有實質性顯著特點和突出的進步，是目前一種優(yōu)質高效管坯連鑄的先進方法。
本發(fā)明的應用范圍不受說明書所描述的限制，它可以廣泛適用于各種單一金屬管坯和合金管坯的連鑄生產。
權利要求
1.一種一次性芯棒連鑄管坯的方法，包括熔煉、澆鑄、結晶凝固、拉坯、鋸切工序，且澆鑄、結晶凝固、拉坯和鋸切，系同步連續(xù)進行，其特征在于，依次按照以下工序進行熔煉、澆鑄、結晶凝固、拉坯、定尺鋸切、清除芯棒，且在結品凝固工序，是將一次性芯棒插入結晶器內部，而所說芯棒由凝固金屬所包容抱合后，隨著鑄坯由結晶器內被同步拉出來；而在清除芯棒工序，則是將包容在定尺鋸切后的管坯中的芯棒清除干凈。
2.根據權利要求1所述的一次性芯棒連鑄管坯的方法，其特征在于，在結晶凝固工序，是采用芯棒導入裝置，而將一次性芯棒插入結晶器內的。
3.根據權利要求1所述的一次性芯棒連鑄管坯的方法，其特征在于，所說的插入結晶器內的一次性芯棒是石墨芯棒，或者是二氧化硅芯棒，或者是碳化硅芯棒。
4.根據權利要求1所述的一次性芯棒連鑄管坯的方法，其特征在于，在芯棒清除工序，是采用機動長桿鉆將芯棒從管坯中清除干凈的。
5.根據權利要求1或3所述的一次性芯棒連鑄管坯的方法，其特征在于，所說的一次性芯棒是定尺的，其長度為500mm～1200mm，而其圓周表面是經過機加工處理的，且將所說的一次性芯棒，經由首尾對接連結而持續(xù)不斷地插入結晶器內的。
6.根據權利要求5所述的一次性芯棒連鑄管坯的方法，其特征在于，所說的一次性芯棒的首尾對接連結，是呈 形承插式緊配合對接連結，或者是螺紋對接連結，或者是榫頭對接連結。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是一種一次性芯棒連鑄管坯的方法，屬于金屬管坯制造技術。它依次按照以下工序進行熔煉、澆鑄、結晶凝固、拉坯、鋸切、清除芯棒。本發(fā)明以一次性使用的芯棒，隨著鑄坯運動，而形成包芯管坯，且與管坯一起被拉出來，再經由芯棒清除，而得制品管坯為其主要特征。本發(fā)明克服了已有技術，工序多、投資大、能耗高、工效低，結晶器芯棒和管坯易拉斷，生產成本高等不足，是目前一種優(yōu)質高效生產空心管坯的先進方法。
文檔編號B22D11/041GK1396018SQ0213815
公開日2003年2月12日 申請日期2002年8月20日 優(yōu)先權日2002年8月20日
發(fā)明者肖克建, 田福生, 祁威 申請人:江蘇興榮高新科技股份有限公司