超大型矩形锭坯倾斜铸造的组合式制造装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种超大型矩形锭坯倾斜铸造的组合式制造装置及方法，该制造装置包括一矩形铸模，该矩形铸模沿长度方向与水平面呈5°～15°倾斜放置，矩形铸模由强制冷却金属底板、四个侧板和盖板构成的组合结构；强制冷却金属底板内设有金属管架；所述强制冷却金属底板、盖板以及各侧板的内侧面挂设有面砂层；组装后的矩形铸模的最高位置处设有冒口，矩形铸模上还设有注入钢液的钢液浇注装置。本装置可降低钢液对铸型的静压力和冲击力，降低制作铸型的费用，使铸型的造型、组装、拆卸更简单灵活，使热开箱成为可能；杂质、气体等有害物质容易向斜上方的冒口内聚集并排除；本装置可实现锭坯的定向凝固，消除铸件内缩孔、消弱铸件疏松，提高锭坯质量。

Combined type manufacturing device and method for inclined casting of super large rectangular ingot

The invention relates to a device and method for manufacturing a combined super large rectangular billet tilt casting, the manufacturing apparatus includes a rectangular mold, the mold and the rectangular level along the length direction is 5 DEG to 15 DEG inclined rectangular mold structure, combined by the forced cooling metal bottom plate, four side plates and the cover plate of the compulsory; the cooling metal plate is provided with a metal pipe rack; the cooling metal bottom plate and the cover plate and the inner surface of each of the side plates are hung at the surface of sand; the highest position after assembly is provided with a rectangular mold riser, rectangular mold is arranged on the liquid steel casting device for injecting molten steel. This device can reduce the liquid steel casting of the static pressure and impact force, reduce the production cost of mold, the mold design, assembly and disassembly is more simple and flexible, make the hot box become possible; impurities, gas and other harmful substances easily at the top of the riser in syncline aggregation and exclusion; the device can realize the directional solidification of billet the elimination of casting shrinkage, weaken casting loose, improve the quality of ingot.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于冶金领域中的锭坯制造装置，尤其涉及一种超大型矩形锭坯倾斜铸 造的组合式制造装置及方法。
技术介绍
连铸法作为公知技术已被广泛用于板坯制造，特别对于单一材质的薄板坯、中板 坯以及坯厚在400mm以下的中厚板坯的批量生产，其特点是效率高、质量好、金属有效利用 率高。然而，对于超大型船舶用板、核反应设备用板、化工领域中化学反应容器用板、水力发 电用板以及海洋结构用板等，其钢坯的单批次生产批量小、规格大(超宽、超厚)、材质要求 特殊，若采用连铸方法，其一无法发挥连铸高效率的优势，其二要求的连铸机械非常庞大、 造价极高，其三在技术方面上连铸法还不能很好解决超大型钢坯的内部质量问题。为此，现有生产超大型特厚板仍多采用钢锭模式铸造及轧制的制造方法，或经锻 造及轧制的制造方法，其锭型包括方形铸锭、多棱圆形和扁钢铸锭等，锭型均为带锥度锭 型，冷却方法多为大气自然冷却；这种生产方式存在的主要缺点是冒口相对切头量大，成材 率低，限制了钢锭吨位，目前只能生产60吨以下，厚度小于1000mm，宽度小于2500mm的锭 坯。再者，现有技术中通常是采用竖直锭模铸造或水平锭模铸造方式。其中竖直锭模 铸造方式增加了钢液对铸型的静压力和冲击力，由此对铸型的结构强度要求较高，使铸型 不易实现组合式结构，大大增加了铸型结构的制作费用；而现有水平锭模铸造方式则是采 用完全水平放置的铸型进行锭坯制造，使大型钢锭在浇铸、凝固的同时，杂质、气体等有害 物质漂浮于钢液的上表面并聚集一定深度，无法排除，由此影响了锭坯的质量；在进行锭坯 加工时，还需要用机械加工的方式将钢锭的上表面刨削一定深度，无形增加了加工成本。有鉴于此，本专利技术人凭借多年的相关设计和制造经验，提出一种超大型矩形锭坯 倾斜铸造的组合式制造装置及方法，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种， 该制造装置基于传统的水平铸造装置，结合超大型矩形锭坯特点，将铸型与水平面呈5° 15°倾斜放置，大型钢锭在浇铸、凝固的同时，使杂质、气体等有害物质向斜上方的冒口内 聚集并排除；铸型底面制作成水冷金属型，可实现锭坯厚度方向的定向凝固，以提高锭坯质 量；铸型采用组合式结构，能够根据制造的锭坯规格组装出相应的铸型，以节省制作铸型的 费用，并且容易开箱。本专利技术的目的是这样实现的，一种超大型矩形锭坯倾斜铸造的组合式制造方法， 将组合式矩形铸模沿其长度方向固定放置在与水平面呈5° 15°的倾斜面上，该矩形铸 模是由强制冷却金属底板与上侧板、下侧板、左侧板、右侧板、盖板构成的能拆卸的组合结 构；在组装后的矩形铸模的最高位置处设有冒口，矩形铸模上设置钢液浇注装置；所述强制冷却金属底板内设置有一组金属管架或沿底板长度方向并列设置的多组金属管架；钢液 注入矩形铸模后，向金属管架内通入冷却介质使倾斜的矩形锭坯由下向上顺序冷却以实现 定向凝固；待矩形锭坯整体温度达到工艺起模温度后，停止通入冷却介质；拆卸组合式矩 形铸模的盖板及各侧板；调运该矩形锭坯至下一工序。该方法适用于60吨 150吨锭型规格厚度800 1500mm、宽度2100 5000mm、 长度4000 IOOOOmm的超大型矩形锭坯的铸造。一种超大型矩形锭坯倾斜铸造的组合式制造装置，该制造装置包括一矩形铸模， 该矩形铸模沿长度方向与水平面呈5° 15°倾斜放置，所述矩形铸模由强制冷却金属底 板与上侧板、下侧板、左侧板、右侧板、盖板构成能拆卸的组合结构；所述强制冷却金属底板 由矩形金属底板本体和包覆于金属底板本体内的金属管架构成；为了提高铸模寿命，所述 强制冷却金属底板、盖板以及各侧板的内侧面挂设有一层面砂层；在所述组装后的矩形铸 模的最高位置处设有冒口，矩形铸模上还设有注入钢液的浇注装置。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述强制冷却金属底板内的金属管架是由沿金属 底板本体横向呈上下间隔设置的上主管、下主管以及垂直于上主管和下主管并与两根主管 导通的多个纵向支管构成；位于金属底板本体一侧的下主管管口设为冷却介质进口，位于 金属底板本体另一侧的上主管管口设为冷却介质出口。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述金属管架沿金属底板本体长度方向并列设置 有多组。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述纵向支管在金属底板本体宽度方向中的排列 方式为中间密两侧疏。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述金属管架沿金属底板本体长度方向并列设置 有多组；每组金属管架是由沿金属底板本体横向布置的多个横向支管和位于多个横向支管 两端并与多个横向支管导通的两个纵向主管构成；一纵向主管上设有冷却介质进口，另一 纵向主管上设有冷却介质出口。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述强制冷却金属底板和各侧板的内侧面均为金 属平面；所述强制冷却金属底板和各侧板上与内侧面相反的背侧面制成网格型凹坑结构。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述各侧板上与相邻板件邻近的凹坑侧面几何中 心位置设有用于连接固定相邻板的螺栓透孔。在本专利技术的一较佳实施方式中，在所述强制冷却金属底板上表面靠近四个边的位 置设有燕尾槽，或间隔设有多个放置螺栓的透孔。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述盖板的板面上设有由多个对应的凹坑和透孔 组成的矩形网格状透孔结构；在所述网格状透孔结构内填充有造型型砂；所述盖板的四周 侧面凹设有多个凹槽，凹槽的下壁面向下设有螺栓透孔用以连接各侧板。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述各侧板和盖板分别由两块或多块相应板件组 装构成。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述钢液浇注装置由浇注漏斗、直浇道、横浇道、 内浇道组成；该钢液浇注装置贯通开设在上侧板、左侧板或右侧板上。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述下侧板内设有冷却金属管架，该冷却金属管 架由进水主管、出水主管及导通设置在两主管之间的多个支管构成。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述钢液浇注装置由浇注漏斗、直浇道、横浇道、 内浇道组成；该钢液浇注装置贯通开设在下侧板上。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述冒口安装在矩形铸模的最高位置处，冒口水 平断面形状为沿矩形铸模宽度方向的矩形结构，冒口根据铸件宽度设置为一个或多个，冒 口上平面与钢液浇注装置的浇注漏斗下端面平齐。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述冒口安装在倾斜放置的盖板最高位置处，冒 口呈竖直状结构，冒口内腔穿过盖板与矩形铸模锭型内腔相通。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述冒口安装在倾斜放置的上侧板最高位置处， 冒口呈L形结构，L形的短边为横向连通上侧板的冒口通道，L形的长边为冒口的补缩部分， 横向冒口通道的上沿与矩形铸模锭型内腔的最高点平齐，以利于钢锭浇注过程中杂质上浮 到冒口内。由上所述，本专利技术的制造装置及方法是根据超大型矩形锭坯的特点，将铸型与水 平面呈5° 15°倾斜放置，在大型钢锭浇铸时，可大大降低钢液对铸型的静压力和冲击 力，降低了对铸型结合部件间结构强度的要求，使采用组合式铸型结构成为可能；由于铸型 采用组合式结构，能够根据制造的锭坯规格组装成相应的铸型，降低了制作铸型的费用，并 且使铸型的造型、组装、拆卸更简单灵活，使热开箱成为可能；由于铸型倾斜放置，大型钢锭 在浇铸、凝固的同时，可使杂质、气体等有害物质向斜上方的冒口内聚集并排除；铸型底面 制作成水冷金属型，可实现锭坯厚度方向的定向凝固，可消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超大型矩形锭坯倾斜铸造的组合式制造方法，将组合式矩形铸模沿其长度方向固定放置在与水平面呈５°～１５°的倾斜面上，该矩形铸模是由强制冷却金属底板与上侧板、下侧板、左侧板、右侧板、盖板构成的能拆卸的组合结构；在组装后的矩形铸模的最高位置处设有冒口，矩形铸模上设置钢液浇注装置；所述强制冷却金属底板内设置有一组金属管架或沿底板长度方向并列设置的多组金属管架；钢液注入矩形铸模后，向金属管架内通入冷却介质使倾斜的矩形锭坯由下向上顺序冷却以实现定向凝固；待矩形锭坯整体温度达到工艺起模温度后，停止通入冷却介质；拆卸组合式矩形铸模的盖板及各侧板；调运该矩形锭坯至下一工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周守航，刘艳，黄衍林，张西鹏，曹建宁，赵长春，冯宝全，石立文，李澍，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，中冶京诚营口装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11