一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法技术

一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，将铸管型腔分成若干层，在每层设置有若干个与直浇道连通的浇口，钢水从钢水包进入直浇道后由下向上逐层通过每层的浇口进入铸管型腔中；在铸管型腔的内芯中预埋冷却管，冷却介质从冷却管下部入口进入从上部出口流出，包括以下步骤：将钢水从钢水包中倒入直浇道中，钢水逐层从浇口进入铸管型腔中；开启冷却介质在冷却管中从下部到上部的循环；当钢水达到每层铸管型腔的高度后，将直浇道和该层的浇口之间的连通断开。该铸造方法生产的大口径无缝厚壁钢管制作成本低，生产质量高，适用范围比较广，极大地降低了常规铸造厂铸造钢管的原材料消耗，增加了重力铸造厂产品范围，减少了产品制造成本与废弃物排放指标。物排放指标。物排放指标。

【技术实现步骤摘要】
一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法


[0001]本专利技术涉及无缝钢管铸造
，具体涉及一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法。

技术介绍

[0002]现有技术中大口径无缝厚壁钢管的生产存在的以下缺点：采用传统整体铸造方式生产大口径无缝厚壁钢管需多出冒口配合阶梯补贴，这种生产方式生产的大口径无缝厚壁钢管不仅生产率低“出品率”低，同时其内部质量达不到高等级质量要求；采用特种离心铸造方式生产大口径无缝厚壁钢管虽然生产效率和质量都能满足要求，但是不同规格的无缝厚壁钢管需要不同规格的离心铸造设备，而且离心铸造设备对铸管长度及壁厚有特殊要求，适应性比较差；采用锻坯加工或水压机冲孔生产大口径无缝厚壁钢管不仅原材料消耗大，对钻孔车床或水压机生产配套要求高，而且其造价也比铸件高很多；采用连铸坯穿孔生产大口径无缝厚壁钢管也需要新建专门生产线，无法满足灵活尺寸的市场需求。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，该铸造方法生产的大口径无缝厚壁钢管制作成本低，生产质量高，适用范围比较广，极大地降低了常规铸造厂铸造钢管的原材料消耗，增加了重力铸造厂产品范围，减少了产品制造成本与废弃物排放指标。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，将铸管型腔在竖直方向分成若干层，在每层设置有若干个与直浇道连通的浇口，钢水从钢水包进入直浇道后由下向上逐层通过每层的浇口进入铸管型腔中；在铸管型腔的内芯中预埋冷却管，冷却介质从冷却管下部入口进入从上部出口流出；包括以下步骤：
[0006]S1：将钢水从钢水包中倒入直浇道中，钢水逐层从浇口进入铸管型腔中；
[0007]S2：开启冷却介质在冷却管中从下部到上部的循环；
[0008]S3：当钢水达到每层铸管型腔的高度后，将直浇道和该层的浇口之间的连通断开。
[0009]进一步地，将内芯中的冷却管从下到上设置有多层，每层冷却管的冷却介质单独从冷却管下部入口进入从上部出口流出；
[0010]在S2中，根据铸管冷却梯度调整各层冷却管中冷介质的流速来调整冷却速率。
[0011]进一步地，冷却介质选用氩气或者压缩空气或者二氧化碳或者淬火液中的一种。
[0012]进一步地，将冷却管螺旋状预埋在内芯中。
[0013]进一步地，冷却管选用柔性管。
[0014]进一步地，在S1中，钢水进入铸管型腔中时从均布在每层的浇口中同时浇注。
[0015]进一步地，在S3中，将直浇道设置成直径从上到下追层变小的阶梯孔，当钢水达到每层铸管型腔的高度后，在直浇道中放入相应大小的堵塞球。
[0016]进一步地，所述大口径厚壁无缝钢管铸造方法使用的设备包括钢水包、直浇道、分层浇道和冷却管；钢水包设置在直浇道的上方倒入钢水，分层浇道将直浇道与铸管型腔各层的外部连接，冷却管预埋在铸管型腔内部的内芯中，冷却介质从冷却管的下部进入上部流出。
[0017]进一步地，在分层浇道上均布有多个浇口，浇口设置在铸管型腔的外部。
[0018]进一步地，冷却管从下到上设置多层。
[0019]本专利技术的有益效果在于：
[0020]1、本专利技术公开的一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，该铸造方法生产的大口径无缝厚壁钢管制作成本低，生产质量高，适用范围比较广。
[0021]2、本专利技术公开的一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，该铸造方法极大地降低了常规铸造厂铸造钢管的原材料消耗，增加了重力铸造厂产品范围，减少了产品制造成本与废弃物排放指标。
附图说明
[0022]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。
[0023]在附图中：
[0024]图1为本专利技术一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法的流程图。
具体实施方式
[0025]如图1所示，图1为本专利技术一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法的流程图。大口径厚壁无缝钢管铸造方法基于重力铸造，铸管型腔按照铸管竖放设置，即铸管的中心线是竖直方向的，将铸管型腔在竖直方向分成若干层，在每层设置有若干个与直浇道连通的浇口，钢水从钢水包进入直浇道后由下向上逐层通过每层的浇口进入铸管型腔中；在铸管型腔的内芯中预埋冷却管，冷却介质从冷却管下部入口进入从上部出口流出；包括以下步骤：
[0026]S1：将钢水从钢水包中倒入直浇道中，钢水逐层从浇口进入铸管型腔中；
[0027]S2：开启冷却介质在冷却管中从下部到上部的循环；
[0028]S3：当钢水达到每层铸管型腔的高度后，将直浇道和该层的浇口之间的连通断开。
[0029]将内芯中的冷却管从下到上设置有多层，每层冷却管的冷却介质单独从冷却管下部入口进入从上部出口流出；
[0030]在S2中，根据铸管冷却梯度调整各层冷却管中冷介质的流速来调整冷却速率；根据不同冷却梯度调整冷介质流速以调整冷却速率。
[0031]冷却介质建议选用氩气或者压缩空气或者二氧化碳或者淬火液中的一种，不建议使用水作为冷却介质。
[0032]将冷却管螺旋状预埋在内芯中，螺旋状设置可以增大冷却管的接触面积，使得冷却速率大为提高。
[0033]为使冷却管容易在内芯中铺设，冷却管应选用柔性管。
[0034]在S1中，钢水进入铸管型腔中时从均布在每层的浇口中同时浇注；本专利技术采用外
部阶梯雨淋浇注、内部砂芯埋设螺旋通道，通道内由下向上充入冷区介质，使钢水产生上热下冷、外热内冷的冷却梯度。
[0035]另外本铸造方法不受大口径管径与长度限制，理论上下方冷却速度合理长度可以按照需求任意加长。
[0036]铸钢管成材原理：钢水由液态经冷却变为固态，在相变过程中钢水凝固需要额外钢水填充管壁芯部因凝固收缩产生的疏松或缩孔，钢水补充方式可以有由上端补缩下端、外侧补充内侧、内侧补充外侧等；
[0037]本铸造方法是其中一种操作，内部先凝固，有外侧钢水补充内侧钢水。
[0038]外侧补充内侧：理论上，当液态的铸钢管内部快速冷却足够，然后从热量从外部向内部传递，有内部快速将热量抽走，形成由内部向外部逐层凝固可以得到致密的固态铸钢管。
[0039]理论上，外侧向内侧逐层凝固效果优于内侧向外侧逐层凝固，优点：1、随着温降直径逐渐缩小，可以促使外部凝固层向内部挤压尚未凝固的液态层，越挤压越紧凑；2、铸管中间散热只能通过上下两个开口散热，所以中心有很好的保温效果，假如有很好的绝热材料可以让内部不凝固，然后外部快速降温，更利于形成由外向内逐渐凝固。
[0040]在S3中，将直浇道设置成直径从上到下追层变小的阶梯孔，当钢水达到每层铸管型腔的高度后，在直浇道中放入相应大小的堵塞球。
[0041]大口径厚壁无缝钢管铸造方法使用的设备包括钢水包、直浇道、分层浇道和冷却管；钢水包设置在直浇道的上方倒入钢水，分层浇道将直浇道与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，其特征在于，将铸管型腔在竖直方向分成若干层，在每层设置有若干个与直浇道连通的浇口，钢水从钢水包进入直浇道后由下向上逐层通过每层的浇口进入铸管型腔中；在铸管型腔的内芯中预埋冷却管，冷却介质从冷却管下部入口进入从上部出口流出；包括以下步骤：S1：将钢水从钢水包中倒入直浇道中，钢水逐层从浇口进入铸管型腔中；S2：开启冷却介质在冷却管中从下部到上部的循环；S3：当钢水达到每层铸管型腔的高度后，将直浇道和该层的浇口之间的连通断开。2.根据权利要求1所述的一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，其特征在于，将内芯中的冷却管从下到上设置有多层，每层冷却管的冷却介质单独从冷却管下部入口进入从上部出口流出；在S2中，根据铸管冷却梯度调整各层冷却管中冷介质的流速来调整冷却速率。3.根据权利要求2所述的一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，其特征在于，冷却介质选用氩气或者压缩空气或者二氧化碳或者淬火液中的一种。4.根据权利要求2所述的一种大口径厚壁无缝钢管铸造方法，其特征在于，将冷却管螺旋状预埋在内芯中。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆保，鲍冠曈，
申请(专利权)人：山东瑞浩重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：