專利名稱：一種梯度鋼鐵材料的連鑄設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種鋼鐵材料的連鑄設備，更具體地講，本實用新型涉及ー種梯度鋼鐵材料的連鑄設備。
背景技術：
材料的表面處理是指通過機械、物理或者化學的方法使材料表面或者表層具有特殊性能的處理過程。例如通過熱侵鍍、熱噴涂、化學熱處理的方法來提高材料的耐蝕性、耐磨性等。在鋼鐵材料中通常使用的表面處理技術有滲碳、滲氮、碳氮共滲等技術，這些表面處理技術尤其應用于齒輪鋼、軸承鋼、耐磨鋼等材料，使鋼材表面具有高硬度和高耐磨性，而心部具有較高的韌性和強度。然而化學熱處理存在著許多不可避免的缺點，以滲碳為例，除了環(huán)境污染、資源消耗、成本増加之外，還可能引起內部氧化、晶粒粗化、析出網狀碳化物 等缺陷。如果鋼鐵材料具有一定的成分梯度，則可以減少或者省略某些表面處理工藝，因此梯度鋼鐵材料的生產具有一定的經濟意義和社會意義。連鑄，即連續(xù)鑄鋼，是不斷地將精煉后的鋼水加入到結晶器中，并凝固成型后從結晶器下方拉出的鋼水成型技木。如果能夠在連鑄過程中生產出梯度鋼鐵材料，則可以節(jié)約資源并且降低成本。

實用新型內容為了解決現有技術中的上述問題，本實用新型提供了ー種梯度鋼鐵材料的連鑄設備，所述連鑄設備包括結晶器；擋板，位于結晶器中，將結晶器分為擋板內側區(qū)域和擋板外側區(qū)域；第一中間包，位于結晶器上方，通過第一浸入式水口將第一中間包中的鋼水注入到結晶器的擋板外側區(qū)域中；第二中間包，位于結晶器上方，通過第二浸入式水口將第二中間包中的鋼水注入到結晶器的擋板內側區(qū)域中。優(yōu)選地，所述梯度鋼鐵材料的連鑄設備還包括支架，所述擋板固定到所述支架。優(yōu)選地，第一中間包與第二中間包的容積比基本上為擋板外側區(qū)域與擋板內側區(qū)域的容積比。優(yōu)選地，所述擋板的下端比鋼水的下表面高5厘米至10厘米。第一浸入式水口和第二浸入式水口的下端比擋板的上端低5厘米至10厘米。根據本實用新型的實施例，第一中間包中的鋼水和第二中間包中的鋼水具有不同的成分。注入擋板外側區(qū)域中的鋼水的流量與注入擋板內側區(qū)域的鋼水的流量的比大于第一中間包與第二中間包的容積比。利用根據本實用新型的梯度鋼鐵材料的連鑄設備進行連鑄，可以避免環(huán)境污染，并且降低了生產成本。

通過參照附圖對本實用新型進行詳細地描述，本實用新型的特征和優(yōu)點將變得更加明顯。圖I是示出根據本實用新型實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備的剖視圖。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖來詳細描述本實用新型的實施例。圖I是示出根據本實用新型實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備的剖視圖。在圖I中，標號I為第一中間包，標號2為第二中間包,標號3為鋼水,標號4為鋼洛,標號5為結晶器，標號6為擋板,標號7為第一浸入式水口，標號8為第二浸入式水口，標號9為高溶質含量外層，標號10為溶質梯度層，標號11為芯層。根據本實用新型實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備包括結晶器5，結晶器5內裝有鋼水3和鋼渣4 ;擋板6，位于結晶器5內，從而將結晶器5分為擋板內側區(qū)域和擋板外側區(qū)域兩部分；第一中間包1，通過第一浸入式水口 7將第一中間包I中的鋼水注入結晶器5的擋板外側區(qū)域中；第二中間包2,通過第二浸入式水口 8將第二中間包2中的鋼水注入結晶器5的擋板內側區(qū)域中。這里，擋板外側區(qū)域為擋板6與結晶器5之間的區(qū)域，并且擋板外側區(qū)域的容積為Vl ;擋板內側區(qū)域為擋板6朝向鋼水中心的區(qū)域，并且擋板內側區(qū)域的容積為V2。優(yōu)選地，第一中間包I和第二中間包2的容積比近似為V1/V2，S卩，第一中間包I和第二中間包2的容積比基本上為V1/V2。優(yōu)選地，擋板6的截面與結晶器5的橫截面的形狀相似，從而獲得更好的阻擋鋼水流動的效果。另外，根據本實用新型實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備還可以包括支架(未示出)，從而使擋板6通過連接部件(未示出)固定到支架。優(yōu)選地，擋板6的下端與鋼水的下表面距離5到10厘米，即，擋板6的下端比鋼水的下表面高5厘米至10厘米。優(yōu)選地，第一浸入式水口 7和第二浸入式水口 8在鋼水中的深度為比擋板6的上端低5厘米至10厘米。當采用根據本實用新型實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備進行連鑄時，在第一中間包I和第二中間包2中裝有不同成分的鋼水，并且第一中間包I和第二中間包2中的鋼水分別通過第一浸入式水口 7和第二浸入式水口 8注入到擋板外側區(qū)域和擋板內側區(qū)域中。根據需要，可以調節(jié)第一中間包I和第二中間包2中的鋼水成分。例如，針對某一元素(例如碳)，可以將第一中間包I中的鋼水的該元素含量調節(jié)為大于第二中間包2中的鋼水的該元素含量。比如，可以將第一中間包I中鋼水的碳含量調節(jié)為大于第二中間包2中的鋼水的碳含量。在連鑄過程中，優(yōu)選地，擋板外側區(qū)域和擋板內側區(qū)域的鋼水流入量的比值略大于V1/V2。這樣做是因為在凝固過程中，相對于擋板內側區(qū)域的鋼水，擋板外側區(qū)域鋼水冷卻快，體積收縮快，為了保證液面的穩(wěn)定，澆入的鋼水流入量略大于V1/V2。此外，在連鑄過程中，由于位于擋板6兩側的鋼水沒有足夠的擴散時間來獲得成分均勻的鋼水，所以不同成分的鋼水凝固形成一定濃度梯度的鋼坯。即，在靠近結晶器5的內表面的區(qū)域形成高溶質含量外層9，在結晶器5的中部鋼水凝固形成芯層11，在高溶質含量外層9和芯層11之間形成溶質梯度層10。根據本實用新型的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，通過在結晶器的鋼水中放置擋板，將鋼水分為擋板內側區(qū)域和擋板外側區(qū)域，并且通過兩個中間包向結晶器的不同區(qū)域注入不同成分的鋼水，從而可以控制連鑄后得到的鋼鐵材料的表面成分，即，使鋼鐵材料的表面組分和內部組分不同，從而可以得到具有成分梯度的鋼鐵材料。與現有技術中通過化學熱處理方法等對鋼鐵材料的表面進行處理的情況相比，利用本實用新型的連鑄設備可以避免環(huán)境污染，并且降低了生產成本。利用本實用新型的梯度鋼鐵材料的連鑄設備得到的鋼鐵材料可以用于大尺寸平板件或Mg/Al、Cu/Al等有色金屬梯度復合材料的生產。雖然已經以示例的方式示出和描述了本實用新型，但是本實用新型的范圍不受上述實施例的限定。在不脫離本實用新型范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改和改變?！?br> 權利要求1.一種梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于所述連鑄設備包括 結晶器; 擋板，位于結晶器中，將結晶器分為擋板內側區(qū)域和擋板外側區(qū)域； 第一中間包，位于結晶器上方，通過第一浸入式水口將第一中間包中的鋼水注入到結晶器的擋板外側區(qū)域中； 第二中間包，位于結晶器上方，通過第二浸入式水口將第二中間包中的鋼水注入到結晶器的擋板內側區(qū)域中。
2.根據權利要求I所述的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于所述梯度鋼鐵材料的連鑄設備還包括支架，所述擋板固定到所述支架。
3.根據權利要求I所述的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于第一中間包與第二中間包的容積比基本上為擋板外側區(qū)域與擋板內側區(qū)域的容積比。
4.根據權利要求I所述的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于所述擋板的下端比鋼水的下表面高5厘米至10厘米。
5.根據權利要求I所述的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于第一浸入式水口和第二浸入式水口的下端比擋板的上端低5厘米至10厘米。
6.根據權利要求I所述的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于第一中間包中的鋼水和第二中間包中的鋼水具有不同的成分。
7.根據權利要求I所述的梯度鋼鐵材料的連鑄設備，其特征在于注入擋板外側區(qū)域中的鋼水的流量與注入擋板內側區(qū)域的鋼水的流量的比大于第一中間包與第二中間包的容積比。
專利摘要本實用新型提供了一種梯度鋼鐵材料的連鑄設備。所述連鑄設備包括結晶器；擋板，位于結晶器中，將結晶器分為擋板內側區(qū)域和擋板外側區(qū)域；第一中間包，位于結晶器上方，通過第一浸入式水口將第一中間包中的鋼水注入到結晶器的擋板外側區(qū)域中；第二中間包，位于結晶器上方，通過第二浸入式水口將第二中間包中的鋼水注入到結晶器的擋板內側區(qū)域中。利用根據本實用新型的梯度鋼鐵材料的連鑄設備進行連鑄，可以避免環(huán)境污染，并且降低了生產成本。
文檔編號B22D11/103GK202606826SQ20122018074
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權日2012年4月25日
發(fā)明者劉成寶, 李法興, 朱京軍 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司