專利名稱：：一種通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是一種通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，涉及600t以下所有級(jí)別金屬模大型鋼錠的鑄造過程，應(yīng)用于真空和非真空條件下碳鋼和合金鋼錠的鑄造過程，對(duì)各種金屬材料鋼錠的各種成分偏析均有抑制作用。
背景技術(shù)：
：核電作為一種相對(duì)清潔、安全、廉價(jià)的能源，已被世界各國(guó)開發(fā)利用。近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)願(yuàn)能源的需求與日倶增，為解決能源供給與能源需求的尖銳矛盾，國(guó)家已把核能擺在了能源發(fā)展戰(zhàn)略的顯著位置。因此，形成了國(guó)內(nèi)有巨大潛力的核電裝備市場(chǎng)。核電裝備所需的大型鍛件，如核電蒸發(fā)器和1000MW型低壓轉(zhuǎn)子，必須利用百噸級(jí)鋼ia行鍛造。制備成分均勻的大型鋼錠是生產(chǎn)核電等重大工程所需的大型鍛件的前提。大型鋼錠的凝固過程非常漫長(zhǎng)，根據(jù)鋼錠噸位不同，幾十小時(shí)到上百小時(shí)不等，溶質(zhì)再分配充分，致使碳、磷等低熔點(diǎn)、低密度元素在凝固前沿富集，加上其它物理過程，如熱溶質(zhì)對(duì)流等的影響，使鋼錠不同區(qū)域化學(xué)成分不均勻，造成宏觀偏析。由于鋼錠尺寸大，澆注過程中需要采用多個(gè)澆包進(jìn)行澆注，因此改變澆包中的成分、控制澆包澆注時(shí)間，可抑制鋼錠偏析，改善鋼錠質(zhì)量。大型鋼錠的偏析問題倍受禾浙開工作者和企業(yè)界關(guān)注。雖然在偏析形成機(jī)理方面取得一定的進(jìn)展，如偏析類型、偏析位置的確定等，但是在控制偏析形成方面進(jìn)展緩慢，幾乎沒有一項(xiàng)有效的措施可以來(lái)抑制宏觀偏析。幾十年來(lái)在大型鋼錠的生產(chǎn)中，盡管工廠采取了多包澆注的方法，但在澆包中合金成分及澆注時(shí)間選擇方面，沒有進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，所以宏觀偏析的問題一直沒有解決。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種抑制大型鋼錠偏析的多包澆注方法，解決工廠目前大型鋼錠偏析的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明開發(fā)了一種抑制大型鋼錠偏析的多包澆注方纟去，包括如下步驟1)鋼錠模材料為灰口鑄鐵；2)冒口采用保溫冒口，冒口錐度為816%;3)鋼錠的高徑比(鋼錠高度與平均直徑的比值)為1:13:1;4)鋼錠材質(zhì)為碳鋼或合金鋼；5)采用多個(gè)澆包澆注，不同澆包采用不同碳含量的成分配比，根據(jù)偏析的規(guī)律，按澆注的先后順序，澆包的碳含量逐漸降低；6)不同澆包澆注過程中，采用不同的時(shí)間間隔，根據(jù)偏析的規(guī)律，按澆注的先后順序，澆包的澆注間隔時(shí)間逐漸增長(zhǎng)。本發(fā)明所用材料的化學(xué)成分中，按重量百分比計(jì)，C:0.010.75%，P《0.02%，S《0.02%。本發(fā)明冒口采用保溫冒口，冒口錐度為816%，保溫冒口上小下大，材料為優(yōu)質(zhì)耐火材料高鋁磚、剛玉、莫來(lái)石、鎂磚、鋁鎂制品或硅酸鋁保溫材料等，耐火材料外面有一層石棉保溫板。本發(fā)明適用于所有高徑比的鋼錠，而在大型鋼錠上使用能取得明顯的效益，其高徑比一般為1:12:1。本發(fā)明采用冒口加發(fā)熱劑和保溫覆蓋劑；鋼錠模預(yù)熱溫度為50200°C。本發(fā)明采用四包進(jìn)行澆注，根據(jù)合金的初始成分C。來(lái)確定每個(gè)澆包中的成分，第一包中的成分為(C。+0.03%)，第二包中的成分為(C。+0.01%)，第三包中的成分為(C。-0.02%)，第四包中的成分為(C。-0.04%)。不同澆包之間的成分配比為1.5:1.357:1.143:1。第一包選擇高成分可以減輕底部負(fù)偏析，第四繊擇低成分可以減輕頂部正偏析。第一包、第二包、第三包和第四包之間^量的成分配比為1.5:1.357:1.143:1。本發(fā)明中，不同澆包的澆注時(shí)間間隔不同，第一包澆注后間隔6000s再澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s再澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s再澆注第四包。所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，還可以采用三包進(jìn)行澆注，根據(jù)合金的初始成分C。來(lái)確定每個(gè)澆包中的成分，第一包中的成分為(C。+0.03%)，第二包中的成分為(C。+0.01%)，第三包中的成分為(C。-0.02%);不同澆包的澆注時(shí)間間隔不同，第一包澆注后間隔6000s再澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s再澆注第三包。所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，還可以采用五包進(jìn)纟于澆注，根據(jù)合金的初始成分C。來(lái)確定每個(gè)澆包中的成分，第一包中的成分為(C。+0.03%)，第二包中的成分為(C。+0.01%)，第三包中的成分為(C。-0.02%)，第四包中的成分為(C。-0.03%)，第五包中的成分為(C。-0.04%);不同澆包的澆注時(shí)間間隔不同，第一包澆注后間隔6000s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s開始澆注第四包，第四包澆注后間隔120600s開始澆注第五包。本發(fā)明中，大型鋼錠是指100600噸的鋼錠。本發(fā)明具有如下有益效果1.本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)合理，不同澆包中成分不同，第一包中成分高于合金初始成分(標(biāo)準(zhǔn)成分)，貝礙固析出的固相成分有所提高，負(fù)偏析減輕；第二包澆注后，與第一包混合，成分高于標(biāo)準(zhǔn)成分，則析出固相成分會(huì)更接近標(biāo)準(zhǔn)成分；第三包中成分略低于標(biāo)準(zhǔn)成分，但此時(shí)熔體已存在溶質(zhì)富集，低成分與高成分的融合，使烙體中成分下降；第四包中成分明顯低于標(biāo)準(zhǔn)成分，目的在于減輕頂部負(fù)偏析。2.本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)合理，不同澆包澆注時(shí)間不同，增大時(shí)間間隔，降低不同澆包中不同濃度的混^I度，更好地體現(xiàn)多包澆注的效果。3.采用本發(fā)明，鋼錠凝固后底部負(fù)偏析和頂部正偏析均明顯減輕。4.本發(fā)明適用于各種材質(zhì)的大型鋼錠的制造。利用本發(fā)明生產(chǎn)大型鋼錠具有低偏析、組織致密、低成本的特點(diǎn)，很容易得到廣大研究機(jī)構(gòu)和工廠的認(rèn)可，一旦被廣泛采用，則可提高鋼錠質(zhì)量，那將有幾十到幾百個(gè)億的效益。圖1為大型鋼錠模裝配示意圖，圖中l(wèi)鋼錠豐莫；2鋼錠；3保》顯冒口；4i呆溫絕熱fc5冒口套；6發(fā)熱劑；7{呆顯覆蓋劑；8透氣磚；9通氣管道；10底盤。圖2為多包澆注條件下360t鋼錠溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果圖3為同成分^l牛下，短時(shí)間間隔多包澆注360t鋼錠偏析預(yù)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖4為不同成分條件下，短時(shí)間間隔多包澆注360t鋼錠偏析預(yù)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖5為不同成分、不同時(shí)間間隔多包澆注條件下360t鋼錠偏析預(yù)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是CaseI的成分分布圖；(b)是Casel的成分分布區(qū)域圖；(C)是CaseII的成分分布圖；(d)是CaseII的成分分布區(qū)域圖；(e)是CaseIII的成分分布圖；(f)是Casem的成分分布區(qū)域圖6為不同成分、長(zhǎng)時(shí)間間隔多包澆注^f牛下500t鋼錠偏析預(yù)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖7為不同成分、短時(shí)間間隔多包澆注條件下500t鋼錠偏析預(yù)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖8為同成分、長(zhǎng)時(shí)間間隔多包澆注條件下500t鋼錠偏析預(yù)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖9為不同成分、長(zhǎng)時(shí)間間隔多包澆注斜牛下600t鋼錠偏Dff弼則結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)±或圖10為不同成分、短時(shí)間間隔多包澆注條件下600t鋼錠偏fjff頓則結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖ll為同成分、長(zhǎng)時(shí)間間隔多包澆注^(牛下600t鋼錠偏f衍頻則結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖。圖12為不同成分、短時(shí)間間隔三包澆注條件下600t鋼錠偏Hff頁(yè)測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖。圖13為不同成分、長(zhǎng)時(shí)間間隔三包澆注條件下600t鋼錠偏f尸漲測(cè)結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖。圖14為不同成分、短時(shí)間間隔五包澆注條件下600t鋼錠偏Hff頓則結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)域圖。圖15為不同成分、長(zhǎng)時(shí)間間隔五包澆注條件下600t鋼錠偏t衍煩則結(jié)果圖；其中，(a)是成分分布圖；(b)是成分分布區(qū)±或圖。具體實(shí)ltt式本發(fā)明抑制大型鋼錠偏析的方法如下1、本發(fā)明采用高品質(zhì)保溫冒口使鋼錠頂部鋼水保持高溫，有利于保持鋼錠頂部溫度，使冒口金屬^^t鋼錠本體進(jìn)行補(bǔ)縮，避免縮孔疏松產(chǎn)生。保溫冒口高度由計(jì)算機(jī)模擬軟件計(jì)算后得到，真空澆注。圖1為大型鋼錠模裝配示意圖，鋼錠模1設(shè)置于底盤10上，鋼錠模1頂部設(shè)置保溫冒口3，保溫冒口3外側(cè)設(shè)置保溫絕熱板4，保溫絕熱板4外側(cè)設(shè)置冒口套5，鋼錠模l內(nèi)的空腔形成鋼錠2，保溫冒口3頂部放有發(fā)熱劑6和保溫覆蓋劑7，在底盤10中預(yù)鑄通氣管道9，在鋼錠模1底部四周安放透氣磚8，在鋼錠模l頂部四周安放透氣磚8，通氣管道9與鋼錠模1底部的透氣磚8相通。圖2為大型鋼錠溫度場(chǎng)模擬結(jié)果圖，從圖中可以看到，等溫線成V形，育巨夠形成從鋼錠底部到冒口的順序凝固，有禾盱縮孑L疏松的減輕。2、大型鋼錠由于凝固時(shí)間長(zhǎng)(89小時(shí))、冷卻速率小，凝固結(jié)束后會(huì)存在較為嚴(yán)重的偏析，如圖3所示兩側(cè)和底部存在負(fù)偏析區(qū)，頂部為正偏析且所占面積超過冒口部位。為了解決底部成分過低的問題，提高第一包中的成分，促使先析出的固相成分提高，從而可以減輕負(fù)偏析。為了解決頂部成分過高的問題，可以澆入成分較低的金屬液，稀釋已經(jīng)存在的溶質(zhì)富集的液體，從而可以減輕正偏析。圖4中第一包至第四包的成分分別為(C。+0.03%)、(C。+0.01%)、(C。-0.02%)、(C。-0.04%)，相對(duì)于圖3而言，底部負(fù)偏析區(qū)面積減少了28.6%。3、多包變成分澆注，可以降低底部負(fù)偏析，但鋼錠中心部位和頂部仍然存在較為嚴(yán)重的正偏析，所以采用多包變成分澆注的同時(shí)，還要控制澆注時(shí)間間隔。對(duì)比研^H種情況，如表1所列，CaseI至Casem澆注間隔時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，所得宏觀偏析結(jié)果如圖5所示，負(fù)偏析和正偏析區(qū)所占面積如表2所示。通a^寸比可以看到當(dāng)澆注時(shí)間間隔延長(zhǎng)后，正、負(fù)偏析區(qū)i或面積均減小，同時(shí)正偏析區(qū)基本移置冒口內(nèi)，該部位在后續(xù)加工過程中將被切除。表1不同澆注時(shí)間間隔<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>其中，LadleI-LadleIV分別為第一包至第四包，。/。V編表滿一包所占的體積，r皿e表示相鄰兩包澆注的間隔時(shí)間，單位是秒(s)，時(shí)間為O是指第一包開始澆注的時(shí)間。表2不同澆注時(shí)間間隔情況下偏析區(qū)域面積<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，％+代表超標(biāo)的正偏析區(qū)±默萬(wàn)占面積的百分比；％-代表超標(biāo)的負(fù)偏析區(qū)域所占面積的百分比。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。實(shí)施例1如圖1所示，鋼錠模材料為灰口鑄鐵HT150，鋼錠模預(yù)熱溫度為5(TC，冒口采用保溫冒口，冒口錐度為11.5%，鋼錠高徑比為1.15:1;澆注金屬液重量500噸，過熱溫度為2(TC，按重量百分比計(jì)，508-3低合金鋼化學(xué)成分C:0.18%，Si:0.20%，Mn:1.45%，Mo:0.5%，Ni:0.75%，Cr:0.15%，P《0.005%，S《0.002%，F(xiàn)e余量。冒口上方填充發(fā)熱劑和保溫覆蓋劑。采用工藝一(1)采用頂注式澆注，澆注之前抽真空，減少二次氧化。(2)同時(shí)使用保溫冒口和發(fā)熱劑及保溫覆蓋劑，盡量減少鋼錠縮孔、疏松缺陷。(3)第一包澆注含C量為0.21wt。/。的鋼液，第二包澆注含C量為0.19wt。/。的鋼液，第三包澆注含C量為0.16wt。/。的鋼液，第四包澆注含C量為0.14wt。/。的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wt%，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wt%，第三包澆注的鋼液占總鋼液的9%，第四包澆注的鋼液占總鋼液的9%;第一包開始澆注的時(shí)間用Os表示，第一包澆注后間隔6000s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s開始澆注第四包。對(duì)比工藝二(1)和(2)與工藝一相同，(3)第一包澆注含C量為0.21^%的鋼液，第二包澆注含C量為0.19wt。/。的鋼液，第三包澆注含C量為0.16wtn/。的鋼液，第四包澆注含C量為0.14wtM的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wt%，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wt%，第三包澆注的鋼液占總鋼液的9wt%，第四包澆注的鋼液占總鋼液的9wtM;第一包開始澆注的時(shí)間用Os表示，第一包澆注后間隔600s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔1200s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔2400s開始澆注第四包。對(duì)比工藝三(1)和(2)與工藝一相同，P)第一包澆注含C量為0.18wt。/。的鋼液，第二包澆注含C量為0.18wt。/。的鋼液，第三包澆注含C量為0.18wt。/。的鋼液，第四包澆注含C量為0.18wt。/。的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wt%，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wt%，第三包澆注的鋼液占總鋼液的9wt%，第四包澆注的鋼液占總鋼液的9wtc/。；第一包開始澆注的時(shí)間用OS表示，第一包澆注后間隔6000s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s開始澆注第四包。本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行宏觀偏析的模擬，圖6為采用工藝一得到的模擬結(jié)果，鋼錠兩側(cè)、底部有少量的負(fù)偏析(占總體積的8.9%)，頂部正偏析大部分集中在冒口中(占總體積的12.4%)。圖7為采用對(duì)比工藝二得到的宏觀偏析模擬結(jié)果，可以看到盡管為多包變成分澆注，但由于澆注時(shí)間間隔短，鋼錠兩側(cè)負(fù)偏析程度明顯增大(占總體積的26.6%)，且頂部正偏析區(qū)向鋼錠下方延長(zhǎng)(占總體積的15.1%);圖8為采用對(duì)比工藝三得至啲宏觀偏析模擬結(jié)果，可以看到盡管澆注時(shí)間延長(zhǎng)，但由于澆注成分沒有變化，鋼^定兩側(cè)以及底部偏析均嚴(yán)重(占總體積的48.2%)，且頂部正偏析區(qū)相對(duì)于工藝一而言變化不大(占總體積的11.7%)。所以采用工藝一，即多包變成分澆注且合理控制澆注時(shí)間，可以有效抑制偏析形成。實(shí)施例2與實(shí)施例l不同之處是鋼錠模材料為灰口鑄鐵HT250，鋼錠模預(yù)熱溫度為150°C，冒口采用保溫冒口，冒口錐度為10%;澆注金屬液重量600噸。本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行宏觀偏析的模擬，圖9對(duì)應(yīng)工藝一，圖10對(duì)應(yīng)工藝二，圖11X寸應(yīng)工藝三，圖12X寸應(yīng)工藝四，圖13對(duì)應(yīng)工藝五，圖14對(duì)應(yīng)工藝六，圖15對(duì)應(yīng)工藝七。工藝四(1)采用頂注式澆注，澆注之前抽真空，減少二次氧化。(2)同時(shí)使用保溫冒口和發(fā)熱劑及保溫覆蓋劑，盡量減少鋼錠縮孔、疏松缺陷。(3)第一包澆注含C量為0.21wt。/。的鋼液，第二包澆注含C量為0.19wt。/。的鋼液，第三包澆注含C量為0.16wt。/。的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wty。，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wt。/。，第三包澆注的鋼液占總鋼液的18wt。/。；第一包開始澆注的時(shí)間用0s表示，第一包澆注后間隔600s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔1200s開始澆注第三包。工藝五(1)采用頂注式澆注，澆注之前抽真空，減少二次氧化。(2)同時(shí)使用保》昆冒口和發(fā)熱劑及保溫覆蓋劑，盡量減少鋼錠縮孔、疏松缺陷。(3)第一包澆注含C量為0.21wt。/。的鋼液，第二包澆注含C量為0.19wt。/。的鋼液，第三包澆注含C量為0.16wt。/。的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wtn/。，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wte/。，第三包澆注的鋼液占總鋼液的18wt。/。；第一包開始澆注的時(shí)間用Os表示，第一包澆注后間隔6000s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s開始澆注第三包。工藝六(1)采用頂注式澆注，澆注之前抽真空，減少二次氧化。(2)同時(shí)使用保溫冒口和發(fā)熱劑及保溫覆蓋劑，盡量減少鋼錠縮孔、疏松缺陷。(3)第一包澆注含C量為(X21wt。/。的鋼液，第二包澆注含C量為0.19wt。/。的鋼液，第三包澆注含C量為0.16wt。/。的鋼液，第四包澆注含C量為0.15wt。/。的鋼液，第五包澆注含C量為0.14wtM的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wt。/。，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wt%，第三包澆注的鋼液占總鋼液的9wt%，第四包澆注的鋼液占總鋼液的4.5wt%，第五包澆注的鋼液占總鋼液的4.5wt%;第一包開始澆注的時(shí)間用0s表示，第一包澆注后間隔600s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔1200s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔2400s開始澆注第四包，第四包澆注后間隔3600s開始澆注第五包。工藝七(1)采用頂注式澆注，澆注之前抽真空，減少二次氧化。(2)同時(shí)j頓保溫冒口和發(fā)熱齊扱保溫覆蓋劑，盡量減少鋼錠縮孔、疏松缺陷。(3)第一包澆注含C量為0,21wt。/。的鋼液，第二包澆注含C量為0.19wt。/o的鋼液，第三包澆注含C量為0.16wt。/。的鋼液，第四包澆注含C量為0.15wtn/。的鋼液，第五包澆注含C量為0.14wt。/。的鋼液；第一包澆注的鋼液占總鋼液的50wt。/。，第二包澆注的鋼液占總鋼液的32wt。/。，第三包澆注的鋼液占總鋼液的9wt%，第四包澆注的鋼液占總鋼液的4.5wt%，第五包澆注的鋼液占總鋼液的4.5wt%;第一包開始澆注的時(shí)間用0s表示，第一包澆注后間隔6000s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s開始澆注第四包，第四包澆注后間隔120600s開始澆注第五包。在圖9中，鋼錠兩側(cè)、底部有少量的負(fù)偏析(占總體積的11.9%),頂部正偏析大部分集中在冒口中(占總體積的12.4%)。圖10為采用對(duì)比工藝二得到的宏觀偏析模擬結(jié)果，可以看到盡管為多包變成分澆注，但由于澆注時(shí)間間隔短，鋼錠兩側(cè)負(fù)偏析程度明顯增大(占總體積的15.6%)，且頂部正偏析區(qū)向鋼錠下方延長(zhǎng)(占總體積的18.0%);圖11為采用對(duì)比工藝三得到的宏觀偏析模擬結(jié)果，可以看到盡管澆注時(shí)間延長(zhǎng)，但由于澆注成分沒有變化，鋼錠兩側(cè)以及底部偏析均嚴(yán)重(占總體積的52.5%)，且頂部正偏析區(qū)相對(duì)于工藝一而言變化不大(占總體積12.7%)。圖12和圖13均采用三包澆注，但兩者不同的是澆注時(shí)間間隔。在圖12中，鋼錠兩側(cè)和底部的負(fù)偏析區(qū)占總體積的15.8%，頂部正偏析區(qū)占總體積的17.9%。在圖13中，鋼錠兩偵,底部的負(fù)偏析區(qū)占總體積的11.7%，頂部正偏析區(qū)占總體積的16.5%。圖14和圖15均采用五包澆注，但兩者不同的是澆注時(shí)間間隔。在圖14中，鋼錠兩側(cè)和底部的負(fù)偏析區(qū)占總體積的15.5%,頂部正偏析區(qū)占總體積的17.2%。在圖15中，鋼錠兩側(cè)和底部的負(fù)偏析區(qū)占總體積的11.0%，頂部正偏析區(qū)占總體積的16.1%。本發(fā)明工作過程及結(jié)果由于本發(fā)明采用變成分多包澆注的方法，合理選擇各個(gè)澆包中的成分配比、澆注時(shí)間，顯著改善大型鋼錠的偏析問題。實(shí)施例的結(jié)果表明，本發(fā)明以大型鋼錠計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果為依據(jù)，所設(shè)計(jì)的大型鋼錠變成分多包澆注工藝，對(duì)大型鋼錠的偏析有較好的抑制作用，適用于碳鋼或合金鋼等各種材質(zhì)的大型鋼錠的制造。權(quán)利要求1、一種通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于包括如下步驟1)鋼錠模材料為灰口鑄鐵；2)冒口采用保溫冒口，冒口錐度為8～16％；3)鋼錠的高徑比為1∶1～3∶1；4)鋼錠材質(zhì)為碳鋼或合金鋼；5)采用多個(gè)澆包澆注，不同澆包采用不同碳含量的成分配比，根據(jù)偏析的規(guī)律，按澆注的先后順序，澆包的碳含量逐漸降低；6)不同澆包澆注過程中，采用不同的時(shí)間間隔，根據(jù)偏析的規(guī)律，按澆注的先后順序，澆包的澆注間隔時(shí)間逐漸增長(zhǎng)。2、按照權(quán)利要求1所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于鋼錠模材料為灰口鑄鐵HT150、HT200或HT250。3、按照權(quán)利要求1所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于保溫冒口上小下大，材料為優(yōu)質(zhì)耐火材料，采用高鋁磚、剛玉、莫來(lái)石、鎂磚、鋁鎂制品或硅酸鋁作為保溫材料，外面有一層石棉保溫板。4、按照權(quán)利要求1所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于，碳鋼或合金鋼錠的化學(xué)成分中，按重量百分比計(jì)，C:0.010.75%，P《0.02%，S《0.02%。5、按照權(quán)利要求1所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于采用四行澆注，根據(jù)合金的初始成分C。來(lái)確定每個(gè)澆包中的成分，第一包中的成分為(C。+0.03%)，第二包中的成分為(C。+0.01%)，第三包中的成分為(C。-0.02%)，第四包中的成分為(C。-0.04%)。6、按照權(quán)禾腰求5所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于第一包、第二包、第三包和第四包之間碳含量的成分配比為1.5:1.357:1.143:1。7、按照權(quán)利要求5所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，其特征在于不同澆包的澆注時(shí)間間隔不同，第一包澆注后間隔6000s再澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s再澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s再澆注第四包。8、按照權(quán)利要求1所述的通過多包合澆抑帝伏型鋼錠偏析的方法，其特征在于采用三包進(jìn)行澆注，根據(jù)合金的初始成分C。來(lái)確定每個(gè)澆包中的成分，第一包中的成分為(C。+0.03%)，第二包中的成分為(C。+0.01%)，第三包中的成分為(C。-0.02%);不同澆包的澆注時(shí)間間隔不同，第一包澆注后間隔6000s再澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s再澆注第三包。9、按照權(quán)利要求1所述的通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方、法，其f寺征在于采用五包進(jìn)行澆注，根據(jù)合金的初始成分C。來(lái)確定每個(gè)澆包中的成分，第一包中的成分為(C。+0.03%)，第二包中的成分為(C。+0.01%)，第三包中的成分為(C。-0.02%)，第四包中的成分為(C。-0.03%)，第五包中的成分為(C。-0.04%);不同澆包的澆注時(shí)間間隔不同，第一包澆注后間隔6000s開始澆注第二包，第二包澆注后間隔60000s開始澆注第三包，第三包澆注后間隔120000s開始澆注第四包，第四包澆注后間隔120600s開始澆注第五包。全文摘要本發(fā)明是一種通過多包合澆抑制大型鋼錠偏析的方法，涉及600t以下所有級(jí)別金屬模大型鋼錠的鑄造過程，應(yīng)用于真空和非真空條件下碳鋼和合金鋼錠的鑄造過程，對(duì)各種金屬材料鋼錠的各種成分偏析均有抑制作用。本發(fā)明具體步驟為1)鋼錠模材料為灰口鑄鐵；2)冒口采用保溫冒口，其錐度為8～16％；3)鋼錠的高徑比為1∶1～3∶1；4)鋼錠材質(zhì)為碳鋼或合金鋼；5)不同澆包采用不同的成分配比；6)不同澆包澆注過程中采用不同的時(shí)間間隔。本發(fā)明設(shè)計(jì)了大型鋼錠多包澆注工藝方案，對(duì)大型鋼錠的偏析有很好的抑制作用，解決工廠目前大型鋼錠偏析的問題。文檔編號(hào)B22D37/00GK101508018SQ20091001086公開日2009年8月19日申請(qǐng)日期2009年3月25日優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日發(fā)明者劉東戎,夏立軍,康秀紅,李殿中,桑寶光申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所