[發明專利]一種圓坯非晶合金母材的生產方法

有效

• 申請號: 201410198498.7
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103938129A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 李明波;馬明鍇;盧剛;張永寬;徐寶杰;孫宗輝;謝京全;郭宜鑫;李智;張新凱;張岐濤
• 申請（專利權）人: 濟南濟鋼鐵合金廠
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本發明涉及一種非晶合金母材圓坯的生產方法，屬于鑄造領域。

背景技術

非晶變壓器由于自身損耗低的優點，在節能減排的大趨勢下應用日益廣泛。鐵基非晶合金帶材是制造非晶變壓器不可缺少的基本材料，用于生產新一代節能變壓器的鐵芯，其被稱為綠色低碳環保材料，是國家“十二五”期間重點支持發展的新材料之一。

非晶合金母材用于制備非晶合金帶材，目前在國內非晶合金帶材的生產企業中，其中規模較大的企業，他們生產的合金母材為自己所用，不對外出售。限于生產裝備水平和合金母材的生產條件，非晶合金母材的質量及穩定性存在問題，生產效率較低。一些非晶合金條帶的中小型企業，其生產所需的母合金多是自己生產，對外銷售較少，由于其生產規模小，質量穩定性較差。目前非晶合金母材的生產工藝多為中頻爐冶煉-澆鑄鋼錠模-冷卻后脫模，使得母材的形狀不規則，生產效率低；由于冶煉的母合金每一爐的容量較小，造成爐與爐之間性能有差別，夾雜物不穩定，造成母材的質量不穩定。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供一種圓坯非晶合金母材的生產方法，通過使用大容量中頻爐冶煉，采用水平連鑄工藝進行拉鑄，使得母材坯外形規則，并通過工藝調整，使夾雜物少；生產的母材質量穩定，生產效率高。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種圓坯非晶合金母材的生產方法，所述圓坯非晶合金母材的配比：工業純鐵78.50％，硼鐵17.25％，金屬硅4.25％，質量分數；其生產方法為采用氬氣保護環境下進行中頻爐熔煉，包括如下步驟：

(1)待工業純鐵完全熔化后，爐口加罩吹氬氣保護。

(2)測量鋼液溫度，達1550℃以上時，通過爐口罩中間的小孔加入合金材料。硼鐵、金屬硅同時分批加入，要少加、勤加，確保加入的材料能快速熔化，以減少硼和硅元素的燒損。熔化過程中加料小孔必須封蓋，確保氬封效果。

(3)待各種材料完全熔化后，取樣分析(光譜分析)，調整成分。

(4)測量鋼液溫度，溫度達到1550℃時，爐內取分析試樣，即可出鋼到鋼水包。

(5)鋼水包包內加精煉渣(保護渣)，鋼水進入鋼包之前，先開通包底滑動水口透氣塞的氬氣，調整好壓力，確保吹氬暢通。鋼水靜置降低溫度到1420-1440℃時，澆注鋼水到中間包中，開始水平連鑄，拉鑄溫度為1300-1350度，拉鑄的圓坯直徑為80-120mm，拉坯速度為0.8-2.5米/分，切割長度為6米/根，分切長度為300-500mm/根。

作為本發明的進一步改進，所述中頻爐的爐口加裝密封蓋，密封蓋與爐口形成半密封狀態，并通氬氣保護冶煉的全過程；密封蓋的頂部設加料口，方便熔煉過程的補加料和取樣、測溫等。

進一步地，本發明使用鋼包底澆保護澆注，由于非晶合金母材對鋼水的純凈度要求很高，采用鋼水在鋼包中采取底澆方式注入中間包，鋼包下水口接長水口，吹氬密封，長水口采用機械手固定，開澆后長水口插入鋼液面下。其作用：

1)鋼包底澆，純凈的鋼液進入中間包，精煉渣留在鋼包內；

2)澆注中長水口套接在鋼包下水口下，通氬氣密封，避免鋼液裸露在空氣中，造成二次氧化；

3)開澆后長水口插入中包鋼液面下，可以避免鋼液二次氧化，同時，減少鋼流沖擊鋼液面，避免將鋼液卷渣進入結晶器。

進一步地，本發明在中間包中分區設計，即受鋼區與澆注區分開，并在中間加設擋渣墻。作用是：

1)鋼包內鋼水注入中間包內時，澆注區與受鋼區分開，可減輕對澆注區沖擊作用，熔池相對穩定，減少夾雜或渣卷入結晶器；

2)鋼水從鋼包注入中間包時，會有部分精煉渣進入中間包，加設擋渣墻，阻擋精煉渣進入受鋼區，保持受鋼區鋼水純凈度。

進一步地，在中間包采用中頻感應加熱技術，其作用：

1)中包加熱功能，能避免澆注后期溫降過大，造成低溫凍水口事故，能有效減少鑄機事故率；

2)能準確控制中包內鋼水溫度，可實現鋼水低過熱度澆注，有利于產品質量的提高；

3)中頻加熱過程中，對鋼水產生攪拌作用，有利于夾雜物上浮，提高鋼水純凈度。

進一步地，鑄坯在線切割長定尺，離線壓斷成短定尺。

為便非晶合金母材的方便使用，對母材定尺較短，很難在線完成要求的短定尺。考慮到合金硬而脆、且火焰切割難的特性。采取在線使用火焰噴鐵粉切割長定尺，長定尺鑄坯經冷床冷卻，再使用鋸口機鋸切口，通過液壓壓斷成規定的長度。