專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重型機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)大型鍛造用鋼錠的制造方法，特別涉及一種實(shí) 現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置。
背景技術(shù)：
隨著核電、火電、冶金設(shè)備等鍛鋼件的大型化，使用的鋼錠也在向超大型方向發(fā) 展。隨著鋼錠的大型化，其沿軸心部位產(chǎn)生的縮孔、疏松缺陷的傾向趨于嚴(yán)重，缺陷的尺寸 也會(huì)增大。另外，在鋼錠凝固過(guò)程中，由于經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間的溶質(zhì)再分配過(guò)程，使得不同區(qū)域 化學(xué)成分不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)生的偏析缺陷更為嚴(yán)重。大型鋼錠諸多缺陷的產(chǎn)生無(wú)法達(dá)到當(dāng)今 對(duì)大鍛件越來(lái)越高的質(zhì)量要求。如何才能使得這些缺陷對(duì)鍛件質(zhì)量的影響降低到最小，多年來(lái)一直是科研工作者 和工程技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。他們從缺陷在凝固過(guò)程中的形成機(jī)理出發(fā)，提出許多提高大 型鍛件質(zhì)量的措施，使鋼錠在凝固過(guò)程中充分實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固，在大幅度提高凝 固界面前沿溫度梯度減少偏析產(chǎn)生的同時(shí)保持凝固前沿呈現(xiàn)淺U形，從而利于補(bǔ)縮，提高 鋼錠芯部致密度。然而，多數(shù)措施是通過(guò)改造鋼錠模本身結(jié)構(gòu)或者采用鋼錠模壁及底盤預(yù) 鑄水冷或通氣管道等方法來(lái)減少缺陷的產(chǎn)生，這些措施對(duì)鋼錠質(zhì)量的提高可能會(huì)起到一定 積極效果，但它們同時(shí)也會(huì)帶來(lái)許多不足之處，如鋼錠模生產(chǎn)難度加大，使用壽命縮短，成 本大大增加等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種加快鋼錠外側(cè)中下部冷卻充分實(shí)現(xiàn)其順序凝固獲得高 質(zhì)量大型鋼錠的風(fēng)冷裝置，該風(fēng)冷裝置采用壓縮空氣與錠模表面形成強(qiáng)制對(duì)流的方法，改 變了鋼錠外部換熱條件，能夠降低或維持鋼錠模溫度，加快鋼錠下部凝固速度，通過(guò)各環(huán)形 風(fēng)管自下而上依次進(jìn)行順序通風(fēng)，又能夠形成從鋼錠底部到冒口的順序凝固，有利于錠身 及冒口未凝固鋼液對(duì)底部進(jìn)行補(bǔ)縮，從而解決目前大型鋼錠偏析及芯部缺陷較為嚴(yán)重，生 產(chǎn)效率低下等問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種實(shí)現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置，所述的風(fēng)冷裝置是由平行放置的多組環(huán)形風(fēng)管組成的冷卻系統(tǒng)，環(huán)繞于鋼錠模外側(cè)中下部，風(fēng)管內(nèi)側(cè)均勻設(shè)有多個(gè)噴風(fēng)孔或噴嘴，氣流 中心方向向下傾斜與水平方向成O 45度角，每個(gè)環(huán)形風(fēng)管各自單獨(dú)設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣管 和用于調(diào)節(jié)其通氣量的閥門，各環(huán)形風(fēng)管設(shè)有起固定作用的立柱，當(dāng)澆注完成后按照一定 壓力(0. 05Mpa 0. 5Mpa)依次對(duì)各風(fēng)管自下而上進(jìn)行順序通風(fēng)，對(duì)鋼錠模表面進(jìn)行冷卻。本發(fā)明可適用于各種噸位的大型鋼錠。本發(fā)明所涉及環(huán)形風(fēng)管組數(shù)可根據(jù)鋼錠噸位來(lái)確定。本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明采用壓縮空氣與錠模表面形成強(qiáng)制對(duì)流的方法，加快了鋼錠凝固速度，顯著縮短凝固時(shí)間和脫模時(shí)間，提高了鋼錠生產(chǎn)率。2、本發(fā)明所述的各風(fēng)管可隨鋼錠凝固進(jìn)程自下而上依次順序?qū)﹀V模表面進(jìn)行通 風(fēng)冷卻，從而可充分實(shí)現(xiàn)其自下而上的順序凝固，減輕芯部缺陷提高致密度，獲得高質(zhì)量鋼錠。3、本發(fā)明所述的風(fēng)冷裝置也適用于相對(duì)較小噸位的鋼錠模，從而提高其利用率， 節(jié)省再生產(chǎn)成本。4、本發(fā)明是獨(dú)立于鋼錠模之外的裝置，無(wú)需改變鋼錠模結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)順序凝固， 因此，原有鋼錠模仍可繼續(xù)使用，并且其使用壽命也不會(huì)受到任何影響，節(jié)省了大量成本。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、鋼錠模；2、環(huán)形風(fēng)管；3、立柱。圖2為按圖1所示用噴風(fēng)孔噴風(fēng)時(shí)裝置的仰視圖；圖3為按圖1所示用噴嘴噴風(fēng)時(shí)裝置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1一種實(shí)現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，風(fēng)冷裝置是由平行放置的 多組環(huán)形管2組成的冷卻系統(tǒng)，環(huán)繞于鋼錠模1外側(cè)中下部，環(huán)形管外側(cè)設(shè)有起固定作用的 立柱3，在環(huán)形管內(nèi)側(cè)均勻設(shè)有多個(gè)噴風(fēng)孔，結(jié)構(gòu)如圖2所示，氣流中心方向向下傾斜與水 平方向成10度角，每個(gè)環(huán)形風(fēng)管各自單獨(dú)設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣管和用于調(diào)節(jié)其通氣量的閥 門。當(dāng)澆注完成后，即可以0. 2Mpa壓力對(duì)底部風(fēng)管通入壓縮空氣，當(dāng)鋼錠底部冷凝固 體殼達(dá)到一定厚度后，再對(duì)與底部相鄰的風(fēng)管進(jìn)行通氣，隨著凝固進(jìn)程，各環(huán)形風(fēng)管自下而 上依次順序通入壓縮空氣，在凝固進(jìn)行過(guò)程中，與已完全凝固部位相對(duì)應(yīng)處的風(fēng)管即可有 選擇的停止通氣。實(shí)施例2與實(shí)施例1實(shí)施方式原理相同，不同之處在于壓縮空氣噴出方式采用噴嘴來(lái)替代實(shí)施例1所述的噴風(fēng)孔，結(jié)構(gòu)如圖3所示，可通 過(guò)調(diào)節(jié)噴嘴自身長(zhǎng)度來(lái)適應(yīng)不同噸位的鋼錠模。
權(quán)利要求
一種實(shí)現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置，其特征在于，風(fēng)冷裝置是由平行放置的多組環(huán)形風(fēng)管組成的冷卻系統(tǒng)，環(huán)繞于鋼錠模外側(cè)中下部，各風(fēng)管隨鋼錠凝固進(jìn)程自下而上對(duì)鋼錠模表面進(jìn)行通風(fēng)冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置，其特征在于，風(fēng)管內(nèi)側(cè)均勻設(shè)有多個(gè)噴風(fēng)孔或噴嘴，氣流中心方向向下傾斜與水平方向成O 45度角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型鍛造用鋼錠的制造方法，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)鋼錠順序凝固的風(fēng)冷裝置，該風(fēng)冷裝置是由平行放置的多組環(huán)形風(fēng)管組成的冷卻系統(tǒng)，環(huán)繞于鋼錠模外側(cè)中下部，風(fēng)管內(nèi)側(cè)均勻設(shè)有多個(gè)噴風(fēng)孔或噴嘴，每個(gè)風(fēng)管各自單獨(dú)設(shè)有壓縮空氣進(jìn)氣管和用于調(diào)節(jié)通氣量的閥門。當(dāng)澆注完成后，各風(fēng)管隨鋼錠凝固進(jìn)程自下而上對(duì)鋼錠模表面進(jìn)行通風(fēng)冷卻，因此，本發(fā)明可充分實(shí)現(xiàn)鋼錠的順序凝固，有效減輕鋼錠芯部疏松，提高致密度，改善偏析程度，從而可獲得高質(zhì)量鋼錠。
文檔編號(hào)B22D27/04GK101797638SQ20101003331
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月2日
發(fā)明者于志軍, 王明家 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)