專(zhuān)利名稱(chēng)：優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置及工藝。
( 二)現(xiàn)有技術(shù)鋼鐵熔化精煉完后，鋼水的純凈度和氣體含量很低，但在澆鑄成 型過(guò)程中，高溫液態(tài)鋼水從精煉鋼包下水口出來(lái)到澆口的鋼水鑄流與空氣接觸，空氣中的 氧氣含量占21%，氮?dú)夂空?8%，水份和其他占1%，部分氧與鋼水中Fe，Al，Si，Ca, Mn 等元素發(fā)生氧化反應(yīng)，形成相應(yīng)的氧化物，產(chǎn)生大量的煙氣，并有部分氧化物進(jìn)入鋼中；部 分氮?dú)庖矔?huì)溶解于高溫鋼水中；水在高溫條件下分解成氫和氧溶解于高溫鋼水中。
溶解在鋼中的氧，隨溫度降低溶解度降低，在凝固結(jié)晶過(guò)程中，氧與鋼中Al，Si， Ca, Mn等元素形成氧化物，這是鋼中非金屬夾雜的主要來(lái)源。氮在鋼中形成非常彌散的氮 化鋁夾雜和較粗大的氮化鈦及碳氮化鈦。氫在鋼液溫度降低到結(jié)晶溫度時(shí)，溶解度急劇降 低，析出的氫在固態(tài)下擴(kuò)散并聚集到非金屬夾雜物等缺陷形成的孔洞、空隙處，當(dāng)聚集的氫 原子結(jié)合成氫分子后產(chǎn)生極大的壓力，一旦超過(guò)鋼的強(qiáng)度極限，將會(huì)產(chǎn)生內(nèi)裂，形成白點(diǎn)。
鋼中氧化物夾雜屬脆性物質(zhì)，當(dāng)鋼在外加變形力(軋制，鍛造，沖壓變形)的情況 下，在非金屬夾雜物處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生裂紋；鋼在壓力加工過(guò)程中或零件熱處 理加熱時(shí)，由于金屬(基體)和夾雜物的熱膨脹系數(shù)不同，在兩者界面處產(chǎn)生鑲嵌應(yīng)力，形 成初始裂紋疲勞源，夾雜物的增加將增大產(chǎn)生裂紋源的可能性。因此鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程中， 常常采取全程鋼液保護(hù)澆鑄的措施來(lái)處理。
傳統(tǒng)的模鑄澆鑄一般不保護(hù)，即使有保護(hù)裝置，僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的殼罩，此方法雖簡(jiǎn) 單，但存在以下不足
1、鑄流不保護(hù)將使大包下水口到澆口之間200-300mm距離處產(chǎn)生鋼液二次氧化， 增加了鋼中氣體和夾雜物含量。
2、鑄流不用保護(hù)氣罩時(shí)，由于鋼液流速很大，將使罩內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，還增大了吸氣 量，加速了鋼液的氧化。
3、鑄流不保護(hù)澆鑄時(shí)產(chǎn)生的氧化物煙氣很多，并且產(chǎn)生的鋼液飛濺，易燙傷人，工 人勞動(dòng)環(huán)境較差。
4、鑄流不用保護(hù)氣罩時(shí)，由于增加了鋼液的氧化，將產(chǎn)生更多的氧化物煙氣，工人 勞動(dòng)環(huán)境更差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置，同時(shí)還提 供使用這種裝置的工藝。
本發(fā)明的優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置，包括一圓柱形罩體，罩體頂部設(shè)有與鋼包出 水口大小吻合的進(jìn)口，其特征在于在罩體內(nèi)設(shè)有氬氣分配通道，通道內(nèi)裝有進(jìn)氣管；通道 上開(kāi)有若干氣體逸出孔；在罩體下沿包裹有耐火材料。
所述的氬氣分配通道為一設(shè)置在罩體上部的環(huán)形通道。
所述耐火材料為陶瓷纖維磚。
所述的優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄的工藝，包括下述步驟
(1)將鋼水包吊至鑄臺(tái)，裝上鋼水包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓油缸；
(2)在保護(hù)澆鑄圓柱形罩體上部與鋼包出水口接觸處涂一圈耐火泥，在鋼包出水3口下方安裝好圓柱形罩體，接好氬氣氣管和取氣管，并試通氬氣氣，顯示正常后，開(kāi)動(dòng)天車(chē)， 移動(dòng)鋼水包水口到澆鑄缽正上方；
(3)調(diào)整，使鋼水包水口與澆鑄缽對(duì)中，打開(kāi)氬氣氣閥，調(diào)整氬氣氣壓在^cgf ；
(4)開(kāi)始澆鑄，通過(guò)開(kāi)動(dòng)鋼水包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓油缸調(diào)整三滑板的開(kāi)口度使鋼流大 小至合適水平，指揮天車(chē)緩慢小幅下降鋼包，使罩體下沿陶瓷纖維磚與澆鑄缽周?chē)w維毯 接觸，實(shí)現(xiàn)鋼流全保護(hù)澆鑄；
(5)在鋼流全保護(hù)澆鑄條件下，鋼水根據(jù)連通器的原理通過(guò)中注管到達(dá)鑄錠模內(nèi)， 并冷卻成型；
(6)開(kāi)澆后5分鐘，通過(guò)取氣管對(duì)保護(hù)罩內(nèi)的氣體取樣分析，要求罩內(nèi)氧氣分壓小 于；
(7)對(duì)成型后的鋼進(jìn)行取樣分析，要求鋼中的氣體含量和夾雜物含量為氧含量在 5ppm以下，氫含量在Ippm以下，氮含量在45ppm以下，B細(xì)類(lèi)夾雜物為1. 0級(jí)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)
1、由于鋼液溫度都在1450°C以上，采用不耐高溫的金屬作罩體，將易變形，不能多 次重復(fù)使用，為防止裝置的高溫長(zhǎng)時(shí)間變形，選擇鋼質(zhì)材料制成罩體；不易變形，使用壽命 長(zhǎng)；
2、考慮到保護(hù)罩下緣與澆口之間的密封效果，采用保溫不透氣的陶瓷纖維磚軟耐 火材料，對(duì)鑄流進(jìn)行密封保護(hù)，既可以避免使?jié)部诶徖徔趬浩苹騼A翻，造成鋼水溢出損失， 又可避免保護(hù)裝置與缽口不在一個(gè)平面上，導(dǎo)致密封不好，達(dá)不到鑄流保護(hù)效果的情況出 現(xiàn)。
3、采用氣體壓力表控制閥門(mén)，氬氣進(jìn)入保護(hù)罩后通過(guò)分配通道在鑄流周?chē)植季?勻，且使罩內(nèi)產(chǎn)生微正壓，有利于防止外部氧氣的進(jìn)入；
4、澆鑄時(shí)，引進(jìn)三滑板機(jī)構(gòu)，可有效調(diào)節(jié)鋼流對(duì)中；使操作更方便；
5、通過(guò)對(duì)裸露在空氣中的鑄流實(shí)施全氬氣保護(hù)來(lái)隔絕空氣，減少液態(tài)鋼的二次吸 氣和氧化，達(dá)到降低鋼中夾雜物含量和氣體含量的目的，其中氧含量由IOppm降到5ppm，氫 含量由1. 5ppm降到Ippm以下，氮含量由80ppm降到45ppm，B細(xì)類(lèi)夾雜物由2. 0級(jí)降至1. 0 級(jí)；采用這種裝置大大提高了鋼的純潔度，相應(yīng)提高了鋼的質(zhì)量和使用壽命，對(duì)不同溫度、 不同鋼種以及不同性能要求的鋼材進(jìn)行保護(hù)澆鑄，改善了工人的作業(yè)環(huán)境。

圖1是本發(fā)明中保護(hù)澆鑄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中的保護(hù)澆鑄裝置使用時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
圖中，1-圓柱形罩體，2-進(jìn)口，3-環(huán)形分配通道，4-進(jìn)氣管，5-壓力表，6_氣體逸 出孔，7-耐火材料，8-氣體采樣管，9-鋼水包，10-鋼水包出水口，11-澆鑄缽，12-纖維毯， 13-中注管。具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置參見(jiàn)圖1，包括一圓柱形罩體1，罩體頂部設(shè)有 與鋼包出水口大小吻合的進(jìn)口 2，在罩體內(nèi)設(shè)有氬氣環(huán)形分配通道3，通道內(nèi)裝有進(jìn)氣管4 ；為控制氣體壓力，進(jìn)氣管上設(shè)有壓力表5，在環(huán)形通道上開(kāi)有若干氣體逸出孔6;在罩體下 緣包裹有陶瓷纖維磚耐火材料7，在罩體內(nèi)還裝有供檢測(cè)氣體用的氣體采樣管8。
實(shí)施例2優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄的工藝，參見(jiàn)圖2，包括下述步驟
1、將鋼水包9吊至鑄臺(tái)，裝上鋼水包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓油缸；
2、在保護(hù)澆鑄圓柱形罩體上部與鋼包出水口接觸處涂一圈耐火泥，在鋼包出水口 下方安裝好圓柱形罩體1，接好氬氣進(jìn)氣管4和氣體采樣管8，并試通氬氣氣，顯示正常后， 開(kāi)動(dòng)天車(chē)，移動(dòng)鋼水包出水口 10到澆鑄缽11正上方；
3、調(diào)整，使鋼水包水口與澆鑄缽對(duì)中，打開(kāi)氬氣氣閥，調(diào)整氬氣氣壓力在^igf ；
開(kāi)始澆鑄，通過(guò)開(kāi)動(dòng)鋼水包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓油缸調(diào)整三滑板的開(kāi)口度使鋼流大小至 合適水平，指揮天車(chē)緩慢小幅下降鋼包，使罩體下沿陶瓷纖維磚7與澆鑄缽周?chē)w維毯12 接觸，實(shí)現(xiàn)鋼流全保護(hù)澆鑄；在鋼流全保護(hù)澆鑄條件下，鋼水根據(jù)連通器的原理通過(guò)中注管 13到達(dá)鑄錠模內(nèi)，并冷卻成型；
開(kāi)澆后5分鐘，通過(guò)氣體取樣管對(duì)保護(hù)罩內(nèi)的氣體取樣分析，罩內(nèi)氧氣分壓小于 1%，低于行業(yè)5%分壓水平，有效地防止鋼液澆鑄過(guò)程中鋼水二次氧化和吸氣；
對(duì)成型后的鋼進(jìn)行取樣分析，鋼中的氣體含量和夾雜物含量，氧含量由原來(lái)的 IOppm降到5ppm，氫含量由1. 5ppm降到Ippm以下，氮含量由80ppm降到45ppm，B細(xì)類(lèi)夾雜 物由2.0級(jí)降至1.0級(jí)。
權(quán)利要求
1.優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置，包括一圓柱形罩體，罩體頂部設(shè)有與鋼包出水口大小吻 合的進(jìn)口，其特征在于在罩體內(nèi)設(shè)有氬氣分配通道，通道內(nèi)裝有進(jìn)氣管；通道上開(kāi)有若干 氣體逸出孔；在罩體下沿包裹有耐火材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置，其特征在于所述的氬氣分配通 道為一設(shè)置在罩體上部的環(huán)形通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置，其特征在于所述耐火材料 為陶瓷纖維磚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄的工藝，其特征在于包括下述步驟(1)將鋼水包吊至鑄臺(tái)，裝上鋼水包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓油缸；(2)在保護(hù)澆鑄圓柱形罩體上部與鋼包出水口接觸處涂一圈耐火泥，在鋼包出水口下 方安裝好圓柱形罩體，接好氬氣氣管和取氣管，并試通氬氣氣，顯示正常后，開(kāi)動(dòng)天車(chē)，移動(dòng) 鋼水包水口到澆鑄缽正上方；(3)調(diào)整，使鋼水包水口與澆鑄缽對(duì)中，打開(kāi)氬氣氣閥，調(diào)整氬氣氣壓在9kgf；(4)開(kāi)始澆鑄，通過(guò)開(kāi)動(dòng)鋼水包滑動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓油缸調(diào)整三滑板的開(kāi)口度使鋼流大小至 合適水平，指揮天車(chē)緩慢小幅下降鋼包，使罩體下沿陶瓷纖維磚與澆鑄缽周?chē)w維毯接觸， 實(shí)現(xiàn)鋼流全保護(hù)澆鑄；(5)在鋼流全保護(hù)澆鑄條件下，鋼水根據(jù)連通器的原理通過(guò)中注管到達(dá)鑄錠模內(nèi)，并冷 卻成型；(6)開(kāi)澆后5分鐘，通過(guò)取氣管對(duì)保護(hù)罩內(nèi)的氣體取樣分析，要求罩內(nèi)氧氣分壓小于1% ；(7)對(duì)成型后的鋼進(jìn)行取樣分析，要求鋼中的氣體含量和夾雜物含量為氧含量在5ppm 以下，氫含量在Ippm以下，氮含量在45ppm以下，B細(xì)類(lèi)夾雜物為1. 0級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了優(yōu)特鋼模鑄保護(hù)澆鑄裝置及工藝，該裝置包括一圓柱形罩體，罩體頂部設(shè)有與鋼包出水口大小吻合的進(jìn)口，在罩體內(nèi)設(shè)有氬氣分配通道，通道內(nèi)裝有進(jìn)氣管；通道上開(kāi)有若干氣體逸出孔；在罩體下沿包裹有耐火材料；其澆鑄的工藝為(1)將鋼水包吊至鑄臺(tái)；(2)在鋼包出水口下方安裝好圓柱形罩體，接好氬氣氣管和取氣管；(3)使鋼水包水口與澆鑄缽對(duì)中；(4)澆鑄；(5)取氣樣分析，要求罩內(nèi)氧氣分壓小于1％；(6)對(duì)成型后的鋼進(jìn)行取樣分析；本發(fā)明通過(guò)對(duì)裸露在空氣中的鑄流實(shí)施全氬氣保護(hù)來(lái)隔絕空氣，減少液態(tài)鋼的二次吸氣和氧化，達(dá)到降低鋼中夾雜物含量和氣體含量的目的；使鋼的純潔度和使用壽命大大提高。
文檔編號(hào)B22D41/58GK102029385SQ20091027224
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月26日
發(fā)明者周立新, 潘明旭, 王品, 肖愛(ài)平, 蘇春陽(yáng), 陳繼紅 申請(qǐng)人:大冶特殊鋼股份有限公司