[發明專利]鑄造熔融合金的方法

有效

• 申請號: 200680011761.0
• 申請日: 2006-04-07
• 公開（公告）號: CN101155653A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 三島節夫;石本靖;相川隆法
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: B22D11/041
• 分類號: B22D11/041;B22D11/00;B22D11/059;B22D11/11;B22D11/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳平

技術領域

[0001]

本發明涉及鑄造熔融合金的方法，所述方法可以防止偏析諸如中心線偏析和/或反V形偏析，并且形成精細結構。

背景技術

[0002]

通常，真空電弧重熔法(VAR)和電渣重熔法(ESR)經常用作鑄造熔融合金的方法，其形成較少的偏析并且獲得精細結構。因為在這些方法中，熔融合金在由水冷模的壁圍起的凝固空間中凝固，同時形成熔融合金池，所以凝固空間小，以致以堆垛方式進行凝固，通常稱為堆垛凝固。

由于小的凝固空間，堆垛凝固可以減少偏析的產生，諸如中心線偏析或反V形偏析，所述偏析由鑄造成鑄塊時造成。還有一個優點是，獲得精細和均質的結構，因為通過利用水冷模可以增加冷卻速率。

[0003]

雖然重熔法以該方式具有有利特征，但是VAR和ESR都需要制造重熔電極，并且重熔需要許多工序和能量。

作為解決這種問題的方法，專利文件1公開了基于ESR方法的技術，其中可以通過熔渣反應預期精煉的效果。所述方法包括，在不使用電極的情況下產生熔融合金的細小液滴，將加熱和熔融的熔渣層添加至所述熔融合金，并且從精煉層抽出鑄塊。

專利文件1：JP-A-62-4840

發明內容

本發明要解決的問題

[0004]

專利文件1中描述的特定方法是將鋼水容納在精煉槽中并且從單獨提供的水冷模抽出鋼水的連續鑄造方法。雖然這在專利文件1中稱為堆垛凝固，但是在ESR和VAR方法的技術領域的堆垛凝固是如上所述的堆垛方式凝固的一種，并且不同于專利文件1中所公開的方法中的堆垛凝固。

因為專利文件1采用連續鑄造方法，所述方法在通過熔渣產生精煉效果(ESR應用效果的一種)中是有效的，但是在該方法中迫使所述鑄塊僅在其表面凝固的情況下抽出，所以專利文件1涉及可能產生如中心線偏析或中心疏松這樣的缺陷的問題，特別是在高合金中。它也涉及以下問題，它不可能產生小的凝固空間以提供作為ESR重要優點的精細和均質結構。

[0005]

本發明的目的是提供鑄造熔融合金的新方法，所述方法在抽出鑄塊時沒有由凝固的熔渣造成的不利影響，以致在凝固的鋼錠中抑制偏析并且實現精細結構，以及改善鋼錠的表面織構。

解決問題的方法

[0006]

本發明的發明人已經發現，當將所述熔融合金提供至其中容納熔渣的凝固空間時，在不超過0.3m/min的非常低的澆注速率的條件下，在凝固空間中可以形成近似于ESR中的小的熔融合金池。也已經發現，可以由具有熱絕緣作用并且對熔融合金池表面屏蔽外部空氣的熔渣獲得具有精細和均質結構的鑄塊。然而，這方法面臨ESR中不涉及的問題：所述結構的精細化受到鑄塊外周上存在的熔渣層的阻礙，而且在熔渣層和凝固殼上產生裂縫，以致在更壞的情況下引起鋼水的流出和拉漏。已經尋找了產生的原因。已經探明，當鑄塊抽出時，當在水冷模內壁上的彎液面上形成的凝固熔渣部分的一部分或全部與所述鑄塊一起在無意中下降，或者當它離開凝固的熔渣部分時最初凝固的殼由于阻力而破裂。

因此，為了實現穩定的工作，必需消除在抽出鑄塊時由熔渣凝固造成的不利影響。據認為這是以非常低的速度動態接觸的鑄模壁、凝固殼、和熔渣的行為中的問題，并且是熔渣存在和非常低的熔融合金進料速率組合在一起的情況下的特定問題。

本發明人實現了本發明，探明當通過向由金屬諸如銅、鐵等制成的水冷模以非常低的速率經過熔渣供應熔融合金而進行類似ESR的堆垛凝固時，使鋼錠表面織構粗糙的直接原因在于：凝固殼和熔渣之間邊界附近，即，熔融合金池的彎液面位置附近的熱量除去過大而導致大范圍的熔渣凝固，以及當絕熱層形成時進行抽出，或者原因在于最初凝固殼的破裂。他們發現通過將熱絕緣器安排在邊界附近，在不抑制冷卻的情況下，鋼錠在表面織構方面顯著改善。

[0007]

本發明提供用于鑄造熔融合金的方法，所述方法包括將熔融合金從容納所述熔融合金的容器以不高于0.3m/min的澆注速率注入由水冷模內壁圍起并且容納熔渣的凝固空間，以在形成熔融合金池的同時使熔融合金凝固，并且根據熔融合金的澆注速率而從水冷模的下部垂直抽出鑄塊，其中將用于抑制從熔渣除去熱量的熱絕緣器安排在所述鑄模的上部，所述絕緣器的內壁成形為與水冷模內壁鄰接。

在本發明中，優選地，在鑄造的穩態中，控制熔融合金池中的彎液面的上表面位置在安排所述熱絕緣器的范圍內。

[0008]

優選地，本發明熱絕緣器的內壁具有與下游側的水冷模內壁相同的垂直于鑄塊抽出方向的橫截面形狀。