[實(shí)用新型]一種提高金屬潔凈度的模鑄澆注裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220539128.1
• 申請日: 2012-10-20
• 公開（公告）號: CN202845717U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立峰;楊文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: B22D1/00
• 分類號: B22D1/00;B22D11/118
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及冶金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體是給出了一種提高金屬潔凈度的模鑄澆注系統(tǒng)，能有效避免結(jié)晶器卷渣，去除鑄錠中的夾雜物、提高鑄錠的潔凈度。

背景技術(shù)

鋼中夾雜物的存在是影響鋼制品性能的重要因素，有時甚至是決定性因素。夾雜物對鋼力學(xué)性能和工藝性能的影響，主要是降低材料的塑性、韌性、疲勞性能和耐腐蝕性能，尤其當(dāng)夾雜物以不利的形狀及分布特征存在時，對材料的機(jī)械性能影響更為嚴(yán)重。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，機(jī)器零件的失效，疲勞破壞約占90%以上。鋼中非金屬夾雜物，如氧化物、硫化物等危害性就在于都呈獨(dú)立項(xiàng)存在，破壞了鋼基體的均勻連續(xù)性，造成了應(yīng)力集中，促進(jìn)了疲勞裂紋的產(chǎn)生，并在一定條件下加速了裂紋的擴(kuò)展，從而加速了疲勞破壞的過程，因此，為了滿足日益提高的用戶要求，就必須盡可能地去除鋼中的夾雜物，不斷地提高鋼材的潔凈度。

雖然目前大部分的鋼鐵材料都采用連鑄生產(chǎn)，但是在特殊鋼的生產(chǎn)中模鑄仍然有著廣泛的用途，例如大型的渦輪用鋼、車軸用鋼以及航空航天用鋼都是采用模鑄來澆注。這些鋼對鋼中的夾雜物含量的要求更為嚴(yán)格，尤其是鋼中的大尺寸的夾雜物必須去除干凈。與連鑄一樣結(jié)晶器內(nèi)是夾雜物去除的最后機(jī)會，夾雜物在結(jié)晶器內(nèi)的去除效率與結(jié)晶器內(nèi)的流場密切相關(guān)，有研究結(jié)果表明在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生向上的旋流可以顯著提高鋼液中夾雜物的去除率，Z.?Zhang,?S.?Yokoya,?A.?Tilliander,?P.G.?J?nsson提出在在澆道內(nèi)安裝旋流葉片可以產(chǎn)生旋流，提高鋼液中夾雜物的去除率（ISIJ?International,?Vol.?50?(12),?2010,?1756-1762。在澆道內(nèi)安裝旋流葉片雖然可以產(chǎn)生上升旋流，但高溫高速流動的鋼水必定會沖刷渦流葉片，渦流葉片的壽命很難保證，另一方面還會在鋼液中產(chǎn)生新的夾雜物。本專利設(shè)計(jì)一種自身可以產(chǎn)生向上渦流的澆注系統(tǒng)，避免使用渦流葉片。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種提高金屬潔凈度的模鑄澆注裝置，通過該系統(tǒng)進(jìn)行澆注時結(jié)晶器內(nèi)能夠產(chǎn)生向上的旋流，促進(jìn)夾雜物的上浮，使鋼液在結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)一步凈化，同時還可以避免卷渣，提高了鑄錠的潔凈度水平。

一種提高金屬潔凈度的模鑄澆注裝置包括水平澆道、垂直澆道和交口三部分，所述的水平澆道橫截面是直徑為D1的圓形，所述的垂直澆道分兩段，其中上段和下段截面分別為直徑D1和D2的圓形，下段直徑D2等于直徑D1的3-5倍，上、下兩段澆道長度比H1:H3=2-5，所述的交口是由水平澆道和垂直澆道連接所形成，水平澆道與垂直澆道相切，并且水平澆道的中心線位于垂直澆道下段的1/2高度。

本實(shí)用新型能夠產(chǎn)生旋流是這樣實(shí)現(xiàn)的，垂直澆道的下段部分相當(dāng)于一個旋流產(chǎn)生器，由于水平澆道和垂直澆道下段相切，當(dāng)金屬熔液進(jìn)入垂直澆道下段后會沿澆道壁作圓周運(yùn)動，同時向上流動，這樣就產(chǎn)生了向上的旋流。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)就是無需安裝旋流渦片自身就能產(chǎn)生向上的旋流，可以降低成本，避免外來夾雜物的產(chǎn)生，提高澆注系統(tǒng)的壽命，更重要的是本澆注系統(tǒng)容易制作，操作也非常簡單，也非常容易實(shí)施。

附圖說明

圖1：澆注裝置主視圖

圖2：澆注裝置左視圖

圖3：A-A剖面圖

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種提高金屬潔凈度的模鑄澆注裝置由水平澆道1、垂直澆道和交口4三部分組成，水平澆道橫截面是直徑為0.05m的圓形，垂直澆道分兩段，其中上段3和下段2截面分別是直徑為0.05m和0.15m的圓形。垂直澆道上段高度為0.2m，下段為0.1m，澆口的形狀如附圖1所示，交口是由水平澆道和垂直澆道連接所形成，水平澆道與垂直澆道相切，并且水平澆道的中心線位于垂直澆道下段的1/2高度。

實(shí)施例2：

一種提高金屬潔凈度的模鑄澆注裝置由水平澆道1、垂直澆道和交口4三部分組成，水平澆道橫截面是直徑為0.05m的圓形，垂直澆道分兩段，其中上段3和下段2截面分別是直徑為0.05m和0.2m的圓形。垂直澆道上段高度為0.25m，下段為0.1m，澆口的形狀如附圖1所示，交口是由水平澆道和垂直澆道連接所形成，水平澆道與垂直澆道相切，并且水平澆道的中心線位于垂直澆道下段的1/2高度。

實(shí)施例3：