[發明專利]一種單套筒強制冷卻制造大型空心鋼錠的方法

有效

• 申請號: 201210471940.X
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102935493A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 王歡;李金良;巴均濤
• 申請（專利權）人: 天津重型裝備工程研究有限公司;中國第一重型機械股份公司
• 主分類號: B22D7/04
• 分類號: B22D7/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王宇楊;王慶海

技術領域

本發明涉及一種制造大型空心鋼錠的方法,特別涉及一種單套筒強制

冷卻制造大型空心鋼錠的方法。

背景技術

目前，國內幾乎所有大型空心鍛件都是采用實心鋼錠生產的，實心鋼錠采用下料、鐓粗、沖孔、擴孔流程，這種流程不僅工序復雜，而且空心鍛件所選用實心鋼錠噸位大，鍛造收得率低，造成生產成本較高。此外，實心鋼錠由于A偏析，鍛件加工后，外表面易出現偏析引起成分不均、夾雜物外露等缺陷。日本、法國工業發達國家先后研制并成功生產了空心鋼錠，出于保密原因，我國沒有現成技術資料可以借鑒。隨著我國核電、石油化工和煤液化項目高速發展，所需大型空心鍛件數目不斷增長，供需矛盾日趨緊張。上世紀80年代中國第一重型機械股份公司就開始著手研究空心鋼錠項目，曾取得了重大突破，用其制造的筒節已用于煉油加氫反應器。隨著筒節的逐漸大型化，空心鋼錠也向著大型化方向發展。如圖1一所示，空心鋼錠以往采用復合芯結構，此種復合芯結構由外層鋼板2、中間層鋼板4和內層鋼板6構成，外層鋼板2和中間層鋼板4中間填充樹脂砂3，鼓風冷卻空氣1由中間層鋼板4和內層鋼板6間的空氣通道5流出進行冷卻。此種方法制備了一定數量的空心鋼錠，并已應用于國內某些廠家的加氫反應器上，但此種方法芯型結構制作復雜，工人勞動強度大，且裝配復雜。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種單套筒強制冷卻制造大型空心鋼錠的方法，單套筒與鋼水接觸處涂有Amercoat873AL銀色涂料，與冷卻氣體接觸面涂有Amercoat873AL黑色涂料，套筒內部焊有數個支承筋，并采用液氮、壓縮空氣和鼓風冷卻相混合的方式進行強制冷卻，所制造空心鋼錠最終凝固位置位于鋼錠中部，偏析帶分布合理，套筒無變形，且空心鋼錠凝固后，中間芯子能順利取出，此種方法能解決各種噸位空心鋼錠的澆注，而且由于冷卻速度大，所制造空心鋼錠的組織更加均勻且原始柱狀晶粒更加細小。

一種單套筒強制冷卻制造大型空心鋼錠的方法，其特征在于所述方法采用如下步驟實施：

第一步：澆注前，打開鼓風機對澆注系統進行冷卻，精煉包27水口對中中注管磚30，在精煉包水口和中注管磚之間的氬氣保護罩中通入氬氣保護；

第二步：打開精煉包水口開始澆注，當單層套筒9的溫度大于等于850℃時，向混合氣體冷卻通道10內通液氮進行輔助強制冷卻，當單層套筒（9）的溫度低于850℃時，停止液氮輔助強制冷卻；

第三步：澆注結束時，馬上向鋼中加入發熱劑，再向鋼中加入保溫劑，僅用鼓風機鼓風冷卻；

第四步：錠身凝固后撤銷壓縮空氣和鼓風冷卻，鋼錠進行自然冷卻，并用天車吊出芯子8；

第五步：當鋼錠冒口處溫度達到600~800℃時，用天車吊走保溫帽，然后用專用夾具夾起鋼錠放置運錠車上。

進一步地，所述步驟一中的氬氣壓力1.5~3.0kg/cm2，精煉包水口直徑為40mm～60mm。

進一步地，所述步驟二中的澆注過程為：前兩分鐘澆注速度小于3.0t/min，第三分鐘至鋼錠錠身澆滿期間澆注速度為3.0~3.5t/min，鋼錠的帽口部分的澆注速度為2.0~2.5t/min。

進一步地，所述鼓風機冷卻強度在前3小時為35000－40000m³/h，從第4小時以后為15000－30000m³/h。

進一步地，所述步驟三中向每噸鋼中加入1.0~1.4Kg發熱劑，向每噸鋼中加入0.8~1.2Kg保溫劑。

本發明的有益效果是：空心鋼錠較實心鋼錠鍛造時減少鐓粗、沖孔工序，提高了鍛造效率；采用單層套筒冷卻，使芯型結構變得簡單，附具裝配時間減少；采用液氮、壓縮空氣和鼓風混合氣體冷卻，冷卻強度大，所制造空心鋼錠偏析小，組織致密；內、外同時冷卻使鋼錠脫模熱送時間較實心鋼錠縮短2／3；空心鋼錠較實心鋼錠澆注減少了鋼水的用量，既縮短冶煉周期又降低電耗，極大的降低了生產成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是現有技術的復合芯型結構主視圖；

圖2（a）是本發明單層套筒芯型主視圖；

圖2（b）為本發明單層套筒芯型俯視圖；

圖3為下底盤俯視圖；

圖4為下底盤及湯道系統俯視圖；

圖5是單層套筒冷卻澆注空心鋼錠過程示意圖；