專利名稱：一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼的冶煉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法。
背景技術(shù)：
對模鑄錠子而言，成分與組織的均勻?qū)τ谠诤罄m(xù)軋制過程中獲得超細(xì)晶組織是十分有益的。均質(zhì)化包括了成分均勻化和組織均勻化兩個方面。在實際凝固過程中，由于選分結(jié)晶、合金組元密度差、冷卻強度不同和熔體內(nèi)部的對流等各種影響因素，導(dǎo)致了成分偏析和組織不均勻性，并同時產(chǎn)生縮孔、疏松和裂紋等鑄造缺陷。從組織特征來看，組織與成分的不均勻往往與凝固組織粗大有關(guān)，特別是凝固過程中形成的發(fā)達(dá)柱狀晶造成了材料的非均勻性。因此，要獲得高均質(zhì)鑄錠的關(guān)鍵是有效控制凝固過程，促進形核，抑制柱狀晶的生長，從而獲得均勻細(xì)等軸晶組織。這類組織有利于抑制成分偏析，提高材料的組織和成分均勻性及加工性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法,該方法可獲得組織和成分均勻化的65Mn鋼模鑄錠。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，它依次包括熔煉、脫氧、成分調(diào)整、澆注、磁致震蕩處理、空冷、及脫模步驟；熔煉溫度為1650-1700°C，脫氧處理后控制氧濃度小于等于15ppm，成分調(diào)整到位后靜止5分鐘，所述磁致震蕩處理步驟是將脈沖磁致震蕩線圈通過支架固定在鑄型外部，澆注結(jié)束后立即打開脈沖電源，對鋼液進行脈沖磁致震蕩處理，處理時間1-3分鐘，處理電流3000A，脈沖磁致震蕩處理完后空冷至完全凝固，降至室溫后進行脫模，即得到所述65Mn鋼模鑄錠。上述方案中，所述成分調(diào)整步驟中控制鋼水量在400_450kg。上述方案中，所述脈沖磁致震蕩線圈環(huán)繞設(shè)置在鑄型外部。上述方案中，所述脈沖磁致震蕩線圈頂部距鑄型頂部的距離與所述脈沖磁致震蕩線圈底部距鑄型底部的距離相同。上述方案中，所述脈沖磁致震蕩線圈的高度為鑄型高度的一半。上述方案中，所述澆注步驟中使用的錠模由第一 U形側(cè)板、第二 U形側(cè)板、及底板焊接成筒狀結(jié)構(gòu)，所述第一 U形側(cè)板具有第一基板和自所述第一基板的兩端延伸出的兩個相互平行的第一翼板，所述第二 U形側(cè)板具有第二基板和自所述第二基板的兩端延伸出的兩個相互平行的第二翼板，所述第一翼板的長度大于第二翼板的長度，所述第一 U形側(cè)板的兩個第一翼板的自由端的外壁分別與兩個第二翼板的內(nèi)壁連接，所述兩個第一翼板的自由端與所述第二基板相接觸，所述第一 U形側(cè)板和第二 U形側(cè)板的厚度均為9-llmm。上述方案中，還包括澆注前將所述錠模進行烘烤30分鐘以上，使錠模溫度達(dá)到250°C以上的步驟。上述方案中，所述磁致震蕩處理步驟中還包括在對鋼液進行脈沖磁致震蕩處理的同時對線圈進行冷卻的步驟。上述方案中 ，所述冷卻步驟所使用的冷卻裝置包括混合器、開關(guān)、軟管、及噴頭，所述混合器的出口端與所述軟管的一端連接，所述軟管的另一端與噴頭連接，所述開關(guān)設(shè)置在所述混合器的出口端，水和氣在混合器混合后，經(jīng)過軟管及噴頭噴出霧狀氣水介質(zhì)到所述線圈上。上述方案中，所述熔煉步驟是在中頻感應(yīng)熔煉爐中進行。本發(fā)明的有益效果為
I.本發(fā)明利用脈沖電磁場對金屬熔體(65Mn)鋼凝固過程的作用實現(xiàn)提高形核率，細(xì)化凝固組織的目的。由于該技術(shù)實現(xiàn)了無接觸式的作用，而且與電磁攪拌相比，所需的功率較小，但對鑄坯中熔體凝固組織的影響較大，因此，可以很好地改善65Mn鋼模鑄錠子的內(nèi)部質(zhì)量。中試試驗表明，通過磁致震蕩，使得65Mn鋼的模鑄錠子的柱狀晶長度與未經(jīng)磁致震蕩處理的相比，縮短40%以上；縮孔深度也明顯減少。通過一整套的生產(chǎn)工藝，使得高碳鋼的模鑄錠組織得到很大改觀，其中等軸晶率提高一倍以上，晶粒尺寸細(xì)化2倍以上，對工業(yè)大生產(chǎn)有借鑒意義。2.澆注步驟中使用的錠模的結(jié)構(gòu)和厚度設(shè)計一方面可確保磁致震蕩處理的穿透效果，另一方面又保證了冷卻過程的散熱效果，此外，其厚度設(shè)計還可以較好的模擬實際生產(chǎn)中的坯殼。


圖I為本發(fā)明實施例的錠模的俯視圖。圖2為本發(fā)明實施例的錠模的主視圖。圖3為本發(fā)明實施例的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為未經(jīng)磁致震蕩處理而得到的65Mn鋼模鑄錠的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為經(jīng)本發(fā)明的磁致震蕩處理而得到的65Mn鋼模鑄錠的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施案例對本發(fā)明作進一步的描述，當(dāng)然下述實施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。本發(fā)明提供一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，它依次包括熔煉、脫氧、成分調(diào)整、澆注、磁致震蕩處理、空冷、及脫模步驟。熔煉步驟是在500Kg中頻感應(yīng)熔煉爐中進行，達(dá)到熔煉溫度1650-1700°C后脫氧調(diào)成分。脫氧步驟控制氧濃度小于等于15ppm。鋼種為65Mn鋼，按照國標(biāo)控制成分。成分調(diào)整步驟中控制鋼水量在400-450kg。成分調(diào)整到位后靜止5分鐘。澆注步驟是采用頂注式澆注。鋼水符合成分和溫度要求時，通過澆口杯注入錠模。在本實施例中，所使用的錠模如圖I和圖2所示，該錠模由第一 U形側(cè)板、第二 U形側(cè)板、及底板6焊接成筒狀結(jié)構(gòu)。焊接采用內(nèi)外焊。該第一U形側(cè)板具有第一基板I和自第一基板I的兩端延伸出的兩個相互平行的第一翼板2。第二 U形側(cè)板具有第二基板3和自第二基板3的兩端延伸出的兩個相互平行的第二翼板4。第一翼板2的長度大于第二翼板4的長度。第一 U形側(cè)板的兩個第一翼板2的自由端的外壁分別與兩個第二翼板4的內(nèi)壁連接。兩個第一翼板2的自由端與第二基板3相接觸。第一U形側(cè)板和第二U形側(cè)板的厚度均為9-llmm，優(yōu)選為10mm。該錠模的橫截面為中空的四邊形。該錠模的內(nèi)部尺寸為220X220X 1170 mm，外部尺寸為240X240X 1200 mm。第一 U形側(cè)板和第二 U形側(cè)板采用普碳鋼板(Q235)加工而成。該錠模的內(nèi)壁設(shè)置有一層1-3_厚度的耐火涂料層以便脫模，使用前進行煤氣火焰烘烤30分鐘以上，使錠模溫度達(dá)到250°C以上。磁致震蕩處理步驟是將脈沖磁致震蕩線圈通過支架固定在鑄型外部，澆注結(jié)束后立即打開脈沖電源，對鋼液進行脈沖磁致震蕩處理，處理時間1-3分鐘，處理電流3000A。在本實施例中，脈沖磁致震蕩線圈環(huán)繞設(shè)置在鑄型外部。脈沖磁致震蕩線圈頂部距鑄型頂部的距離與所述脈沖磁致震蕩線圈底部距鑄型底部的距離相同。在本實施例中，脈沖磁致震蕩線圈的高度為鑄型高度的一半。磁致震蕩過程中還對線圈同時進行冷卻，可以避免銅質(zhì)線圈間的絕緣墊板在磁致震蕩處理過程中被高溫烤壞。冷卻時使用的冷卻裝置如圖3，其包括混合器7、開關(guān)8、軟管
9、及噴頭10?；旌掀?的出口端與軟管9的一端連接，軟管9的另一端與噴頭10連接。開關(guān)8設(shè)置在混合器7的出口端，水和氣在混合器7混合后，經(jīng)過軟管9及噴頭10噴出霧狀氣水介質(zhì)到線圈上。脈沖磁致震蕩處理完后空冷至完全凝固，降至室溫后進行脫模，即得到所述65Mn鋼模鑄錠。
權(quán)利要求
1.一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，它依次包括熔煉、脫氧、成分調(diào)整、澆注、磁致震蕩處理、空冷、及脫模步驟；熔煉溫度為1650-170(TC，脫氧處理后控制氧濃度小于等于15ppm，成分調(diào)整到位后靜止5分鐘，所述磁致震蕩處理步驟是將脈沖磁致震蕩線圈通過支架固定在鑄型外部，澆注結(jié)束后立即打開脈沖電源，對鋼液進行脈沖磁致震蕩處理，處理時間1-3分鐘，處理電流3000A，脈沖磁致震蕩處理完后空冷至完全凝固，降至室溫后進行脫模，即得到所述65Mn鋼模鑄錠。
2.如權(quán)利要求I所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述成分調(diào)整步驟中控制鋼水量在400-450kg。
3.如權(quán)利要求I所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述脈沖磁致震蕩線圈環(huán)繞設(shè)置在鑄型外部。
4.如權(quán)利要求3所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述脈沖磁致震蕩線圈頂部距鑄型頂部的距離與所述脈沖磁致震蕩線圈底部距鑄型底部的距離相同。
5.如權(quán)利要求4所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述脈沖磁致震蕩線圈的高度為鑄型高度的一半。
6.如權(quán)利要求I所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述澆注步驟中使用的錠模由第一 U形側(cè)板、第二 U形側(cè)板、及底板焊接成筒狀結(jié)構(gòu)，所述第一 U形側(cè)板具有第一基板和自所述第一基板的兩端延伸出的兩個相互平行的第一翼板，所述第二 U形側(cè)板具有第二基板和自所述第二基板的兩端延伸出的兩個相互平行的第二翼板，所述第一翼板的長度大于第二翼板的長度，所述第一 U形側(cè)板的兩個第一翼板的自由端的外壁分別與兩個第二翼板的內(nèi)壁連接，所述兩個第一翼板的自由端與所述第二基板相接觸，所述第一 U形側(cè)板和第二 U形側(cè)板的厚度均為9-11_。
7.如權(quán)利要求6所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，還包括澆注前將所述錠模進行烘烤30分鐘以上，使錠模溫度達(dá)到250°C以上的步驟。
8.如權(quán)利要求I所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述磁致震蕩處理步驟中還包括在對鋼液進行脈沖磁致震蕩處理的同時對線圈進行冷卻的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述冷卻步驟所使用的冷卻裝置包括混合器、開關(guān)、軟管、及噴頭，所述混合器的出口端與所述軟管的一端連接，所述軟管的另一端與噴頭連接，所述開關(guān)設(shè)置在所述混合器的出口端，水和氣在混合器混合后，經(jīng)過軟管及噴頭噴出霧狀氣水介質(zhì)到所述線圈上。
10.如權(quán)利要求I所述的中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，其特征在于，所述熔煉步驟是在中頻感應(yīng)熔煉爐中進行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種中試工廠生產(chǎn)高品質(zhì)65Mn鋼模鑄錠的方法，它依次包括熔煉、脫氧、成分調(diào)整、澆注、磁致震蕩處理、空冷、及脫模步驟。熔煉溫度為1650-1700℃，脫氧處理后控制氧濃度小于等于15ppm，成分調(diào)整到位后靜止5分鐘。磁致震蕩處理步驟是將脈沖磁致震蕩線圈固定在鑄型外部，澆注結(jié)束后打開脈沖電源，對鋼液進行脈沖磁致震蕩處理，時間1-3分鐘，電流3000A。脈沖磁致震蕩處理完后空冷至完全凝固，降至室溫后脫模，即得到所述65Mn鋼模鑄錠。通過磁致震蕩，使得65Mn鋼的模鑄錠子的柱狀晶長度與未經(jīng)磁致震蕩處理的相比，縮短40%以上；縮孔深度也明顯減少。通過一整套生產(chǎn)工藝使得高碳鋼的模鑄錠組織得到很大改觀，其中等軸晶率提高一倍以上，晶粒尺寸細(xì)化2倍以上，對工業(yè)大生產(chǎn)有借鑒意義。
文檔編號B22D7/00GK102615258SQ20121010815
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者區(qū)鐵, 孫偉, 張劍君, 彭著剛, 曹同友, 朱萬軍, 楊成威, 楊治爭, 陳俊孚, 陳子宏 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司