[發(fā)明專利]一種適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810126695.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN110129548B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫明月;郭逸豐;徐斌;謝海練;康秀紅;李殿中
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: C21D9/70
• 分類號: C21D9/70;B22D29/04;B22D7/00
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明屬于熱加工領(lǐng)域，具體為一種適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，通過數(shù)值模擬方法，提出超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方案為：當(dāng)冒口底部凝固殼層厚度達(dá)到冒口底部直徑的1/4時天車起吊裝車，然后將鋼錠帶帽帶模運(yùn)送到鍛造車間。當(dāng)錠身全凝時即冒口底部凝固殼層厚度達(dá)到冒口底部直徑的一半時，將鋼錠摘帽脫模，裝入均熱爐。以鋼錠脫模時的溫度場為初始溫度場并結(jié)合實(shí)際工況進(jìn)行加熱計算，以鋼錠內(nèi)外溫度差小于50℃作為判定鋼錠加熱均勻，可出爐鍛造。本發(fā)明在不影響錠身質(zhì)量的前提下，可將鋼錠帶模超高溫?zé)崴停瑢?shí)現(xiàn)冒口帶液芯鋼錠脫模，提高鋼錠的裝爐溫度，可以充分利用鋼錠余熱，提高爐周轉(zhuǎn)率和減少鋼錠燒損，有效降低燃料消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱加工領(lǐng)域，具體地說就是一種適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，適用于對于熱應(yīng)力不太敏感的鋼種的超高溫?zé)崴团c鍛造前的再加熱過程。

背景技術(shù)

鋼錠熱送是將鋼錠趁熱送至鍛造廠裝入均熱爐。熱送可以充分利用鋼錠余熱，提高爐周轉(zhuǎn)率和減少鋼錠損耗，可有效降低燃料消耗。對于熱應(yīng)力不太敏感的鋼種，則應(yīng)盡可能對鋼錠進(jìn)行熱送、熱裝以節(jié)約加熱能耗。目前工廠中生產(chǎn)的鋼錠均以鎮(zhèn)靜鋼鋼錠為主，一直以來均采用完全凝固態(tài)鋼錠熱送技術(shù)，即鋼錠完全凝固后才脫冒口、脫模、運(yùn)輸。因此鋼錠傳擱時間偏長，鋼錠在鍛造廠裝爐平均溫度為600℃。由于鍛造廠的均熱爐有限，鋼錠加熱時間較長，加熱爐的產(chǎn)能成為鍛造廠的瓶頸，那么如何提高鋼錠裝爐時的溫度，減少均熱爐加熱時間和降低能耗是鋼錠熱送熱裝工藝應(yīng)用的關(guān)鍵。熱送鋼錠在脫模以后，大多都是從鑄造廠直接運(yùn)送到鍛壓廠進(jìn)行鍛前加熱，目前模擬熱送鋼錠加熱過程均假設(shè)鋼錠的初始溫度是均勻的，顯然這種假設(shè)與實(shí)際不符，因?yàn)殇撳V在經(jīng)過澆注、凝固、冷卻、脫模、運(yùn)送等一系列過程后，從內(nèi)到外的溫度場必然是不均勻的(圖1)，簡單的假設(shè)均勻的初始溫度場，必然會帶來較大的計算誤差。

隨著現(xiàn)代凝固理論和計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，國際上開發(fā)出很多模擬軟件(如：PROCAST、THERCAST等)來模擬金屬在凝固過程的溫度場，液相分?jǐn)?shù)等情況，通過設(shè)置傳熱等邊界條件，這些軟件能夠?qū)︿撳V凝固過程中各個外場對其凝固的影響進(jìn)行準(zhǔn)確模擬。而采用相同的程序接口可以將上一個軟件計算的結(jié)果作為下一個軟件計算的初始條件，更加接近于實(shí)際模擬情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，尤其解決由于熱送鋼錠裝爐時溫度低，鋼錠加熱時間長，能耗高的問題。在不影響錠身質(zhì)量的前提下，可將鋼錠帶模超高溫?zé)崴停瑢?shí)現(xiàn)冒口帶液芯鋼錠脫模，提高鋼錠的裝爐溫度，可以充分利用鋼錠余熱，提高爐周轉(zhuǎn)率和減少鋼錠燒損，有效降低燃料消耗。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，包括如下設(shè)計過程：

(1)當(dāng)冒口底部凝固殼層厚度達(dá)到冒口底部直徑的1/4時天車起吊裝車，然后將鋼錠帶保溫帽、帶鋼錠模運(yùn)送到鍛造車間；

(2)當(dāng)錠身全凝時，即冒口底部凝固殼層厚度達(dá)到冒口底部直徑的一半時，將鋼錠摘保溫帽脫鋼錠模，裝入均熱爐；

(3)以鋼錠脫模時的溫度場為初始溫度場并結(jié)合實(shí)際工況進(jìn)行加熱計算，以鋼錠內(nèi)外溫度差小于50℃作為判定鋼錠加熱均勻，出爐鍛造。

所述的適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，在設(shè)計過程(1)、(2)中，天車起吊裝車的時間節(jié)點(diǎn)，由計算機(jī)模擬軟件THERCAST確定。

所述的適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，在設(shè)計過程(3)中，錠身全凝的時間節(jié)點(diǎn)，由計算機(jī)模擬軟件FORGE確定。

所述的適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，在設(shè)計過程(1)中，天車吊起的過程中要求平穩(wěn)，以保證吊起不發(fā)生漏鋼現(xiàn)象。

所述的適用于鋼錠超高溫?zé)崴图凹訜峁に囋O(shè)計方法，在設(shè)計過程(2)中，鋼錠摘保溫帽脫鋼錠模過程中操作平穩(wěn)，盡量防止冒口漏鋼并注意現(xiàn)場安全。