[發明專利]一種梯度鋼鐵材料的連鑄設備和連鑄方法

有效

• 申請號: 201210124862.6
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102672118A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉成寶;李法興;朱京軍
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: B22D11/00
• 分類號: B22D11/00;B22D11/11
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳

技術領域

本發明涉及一種鋼鐵材料的連鑄設備和連鑄方法，更具體地講，本發明涉及一種梯度鋼鐵材料的連鑄設備和連鑄方法。

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，除了環境污染、資源消耗、成本增加之外，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，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。

喂絲工藝是20世紀80年代發展起來的爐外精煉技術，該工藝根據不同鋼種和質量要求，加入一定量鋁絲、稀土絲或某種合金絲進行脫氧、合金化和成分微調等，以改善金相組織、控制鋼中夾雜物形態、提高力學性能。

連鑄，即連續鑄鋼，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術。如果能夠在連鑄過程中生產出梯度鋼鐵材料，則可以節約資源并降低成本。

綜上，需要一種提供梯度鋼鐵材料的方法，以克服化學處理等方法帶來的環境污染等問題。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，提供了一種能夠降低成本并且避免環境污染的梯度鋼鐵材料的連鑄設備和連鑄方法。

本發明的梯度鋼鐵材料的連鑄設備包括：結晶器；擋板，位于結晶器中，將結晶器分為擋板內側區域和擋板外側區域；絲/線，位于結晶器上方，并且與擋板外側區域對應。

根據本發明，所述梯度鋼鐵材料的連鑄設備還包括支架和軌道，以固定擋板。所述梯度鋼鐵材料的連鑄設備還包括用來約束絲/線的套筒。所述套筒固定到支架和軌道，并且套筒沿著支架和軌道運動。

優選地，所述套筒的直徑為絲/線直徑的2倍至3倍。所述擋板的上端比鋼水的液面低5厘米至10厘米，所述擋板的下端比鋼水的底面高5厘米至10厘米。

另外，本發明還提供了一種梯度鋼鐵材料的連鑄方法，所述連鑄方法使用如上所述的連鑄設備進行連鑄，當利用所述連鑄設備進行連鑄時，將所述絲/線喂入擋板外側區域的鋼水中，從而得到具有高溶質含量外層、溶質梯度層和芯層的梯度鋼鐵材料。

根據本發明的連鑄設備和連鑄方法可以得到表面組分和內部組分不同的鋼鐵材料，可以避免環境污染，并降低了生產成本。

附圖說明

通過參照附圖對本發明進行詳細地描述，本發明的特征和優點將變得更加明顯。

圖1是示出根據本發明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發明的實施例。

圖1是示出根據本發明實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備的剖視圖。在圖1中，標號1為鋼水，標號2為鋼渣，標號3為結晶器，標號4為絲/線，標號5為套筒，標號6為擋板，標號7為支架和軌道，標號8為高溶質含量外層，標號9為溶質梯度層，標號10為芯層。

根據本發明實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備包括：結晶器3，結晶器3內裝有鋼水1和鋼渣2；擋板6，位于結晶器3中，從而將結晶器3分為擋板內側區域和擋板外側區域兩部分；支架和軌道7，擋板6的上部通過連接部件(未示出)固定在支架和軌道7上；絲/線4，位于結晶器3上方，并且與擋板外側區域對應。這里，擋板外側區域為擋板6與結晶器3之間的區域，擋板內側區域為擋板6朝向鋼水中心的區域。

另外，根據本發明實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄設備還可以包括套筒5，以約束絲/線4。根據本發明的實施例，套筒5可以固定在支架和軌道7上，不能移動。此外，優選地，套筒5可以沿著支架和軌道7移動，從而可以改變喂入點的位置，從而獲得均勻的鋼鐵材料組織。

根據本發明實施例的梯度鋼鐵材料的連鑄方法采用如上所述的連鑄設備，并且在利用上述連鑄設備進行連鑄時，將絲/線喂入擋板外側區域的鋼水中。

根據本發明的實施例，優選地，絲/線4由喂絲裝置喂入，并且絲/線4受到套筒5的約束，從而避免產生較大的擾動。絲/線4進入鋼水1之后熔化，并且在擋板6和結晶器3之間均勻地擴散。

優選地，擋板6的上端與鋼水/鋼渣界面保持一定距離，從而利于鋼水越過擋板6的上端流動。