一种金属大铸锭点浇工艺制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种大尺寸金属铸锭的浇注工艺。该工艺采用多次点浇法，一个铸锭分多次浇铸完成，当向铸模中浇注一定高度的钢液，凝固一段时间后，继续从顶部向缩孔和疏松区域进行浇注，控制浇注的金属熔液的过热度和注入钢水的量使带入的热量将不均匀凝固的金属熔化，同时新注入的金属溶液的偏析元素成分高于铸锭的目标成分，使新注入的金属熔液和再次熔化的金属混合时成分满足铸锭的目标成分。重复以上浇注过程直到将铸模浇满。通过本工艺可以将元素的偏析指数控制到0，疏松和缩孔指数控制在0.5级以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属大铸锭的浇注工艺-点浇工艺，属于冶金铸造领域，该浇注工艺可以修正铸锭中的元素偏析、减少铸锭的缩孔和疏松缺陷，显著提高大尺寸铸锭的质量。
技术介绍
金属型铸造是铸造的一种重要方法。金属型铸造生产的铸件机械性能好，表面精度和光洁度高，质量和尺寸稳定，铸件工艺收得率高，液体金属耗量少，生产效率高，并且金属型寿命长，工作环境好，劳动强度小。近年来，随着锻造行业、电力等行业的发展，大尺寸的铸锭越来越受到市场的青睐，在大尺寸铸锭浇注过程中元素偏析、缩孔、疏松等问题也更加突出。元素在固液相中不同的溶解度造成元素的偏析，元素偏析会导致产品在后续热处 理、中间退火过程中出现组织不均匀转变，从而在下一步的加工中出现脆性断裂而成为废品，因此其危害尤其严重。缩孔和疏松是铸锭由液相向固相转变过程中钢液体积收缩而引起的缺陷。缩孔和疏松严重影响铸锭的致密性，减少铸锭的有效截面积，使力学性能大大降低。甚至有些情况下不得不不切除存在缺陷部分的铸锭，当缺陷严重时不得不报废钢锭，给生产带来巨大的经济损失。除了将缺陷控制到冒口，然后切除，目前上没有非常好的办法来控制大尺寸铸锭中元素的偏析、疏松和缩孔。本专利技术专利采用多次点浇工艺来浇注大尺寸铸锭，一方面可以修正元素偏析，另一方面还能很好控制缩孔和疏松。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够修正成分偏析、减少疏松和缩孔的浇注工艺，模铸浇铸分3-5次完成，浇铸采用长水口直接向缺陷部位进行浇注；第一次浇铸金属熔液成分为铸锭的目标成分，以后浇铸熔液成分均低于目标成分，使之与再次熔化的偏析凝固金属混合后达到目标成分。本专利技术通过多次的点浇可以修正凝固部分的成分偏析，显著减少疏松和缩孔，而且本专利技术设备投资低，工艺容易实现。附图说明 下图用于进一步作为参考描述本专利技术，然而不限于下图的描述，其中 图I :金属点浇工艺示意 图中1_均匀凝固区；2_非均匀凝固区；3_缺陷区；4_为浇注区域；5-点浇装置；(五)具体实施方法 该专利技术采用多次点浇法，当向铸模中浇注一定高度的钢液，铸模内可以分为4个区域I为均匀凝固区域；2元素偏析凝固区；3)缩孔、疏松存在区域；4)为浇注区域。凝固一段时间后，继续从顶部向3区域进行浇注，控制浇注的金属熔液的过热度和注入钢水的量使带入的热量将区域2凝固的金属熔化，同时新注入的金属溶液的偏析元素成分高于铸锭的目标成分，使新注入的金属熔液和2区的熔化的金属混合时成分满足铸锭的目标成分。重复以上浇注过程直到将铸模浇满。实施方案I 首先以浇注一个loot碳目标含量为I. 05.%的高碳钢铸锭为例说明点浇法的实施方法。浇注需要使用两个钢包连浇注完成，在浇铸之前准备好两种碳含量的钢水一包碳含量为目标成分，另一包碳含量低于目标成分在实施过程中选择则碳含量为O. 95%。第一次先烧注70t钢水，然后迅速取样测得偏析区谈的含量为I. 1%，偏析区域约占铸锭的三分之一体积，为了达到偏析区域碳的修正第二次再浇注25t钢水，浇注结束测得偏析区碳的的含量为I. 08%，所以第三次再浇注O. 95%的钢水5t。最后得到铸锭偏析处的碳含量为I. 06%，铸锭中没有发现中心缩孔。 实施方案2 铸锭的重量为170t，碳目标含量为2.0%。浇注需要使用两个钢包连浇注完成，在浇铸之前准备好两种碳含量的钢水一包碳含量为目标成分，另一包碳含量低于目标成分，在实施过程中选择则碳含量为I. 8%。第一次先浇注75t钢水，然后迅速取样测得偏析区碳的含量为2. 5%，偏析区域约占铸锭的三分之一体积，为了达到偏析区域碳的修正第二次再浇注60t钢水，浇注结束测得偏析区碳的含量为2. 3%，为了修正第二次浇注时产生的偏析，第三次再浇注I. 8%的钢水30t，得到铸锭偏析处的碳含量为2. 1%，为了修正第三次浇注时产生的偏析，第四次再浇注5t，最后得到铸锭偏析处的碳含量为2. 02%，铸锭中没有发现中心缩孔锭中没有发现中心缩孔。实施方案3 铸锭的重量为265t，碳目标含量为3. 0%。浇注需要使用两个钢包连浇注完成，在浇铸之前准备好两种碳含量的钢水一包碳含量为目标成分，另一包碳含量低于目标成分，在实施过程中选择则碳含量为2. 8%。第一次先浇注90t钢水，然后迅速取样测得偏析区碳的含量为3. 6%，偏析区域约占铸锭的三分之一体积，为了达到偏析区域碳的修正第二次再浇注90t钢水，浇注结束测得偏析区碳的含量为3. 4%，为了修正第二次浇注时产生的偏析，第三次再浇注2. 8%的钢水60t，得到铸锭偏析处的碳含量为3. 2%，为了修正第三次浇注时产生的偏析，第四次再浇注20t，得到铸锭偏析处的碳含量为3. 1%，为了修正第四次浇注时产生的偏析，第5次再浇注5t，最后得到铸锭偏析处的碳含量为3. 03. %，铸锭中没有发现中心缩孔锭中没有发现中心缩孔。权利要求1.一种金属大铸锭点浇工艺，其特征是模铸浇铸分3-5次完成，浇铸采用长水口直接向缺陷部位进行浇注；第一次浇铸金属熔液成分为铸锭的目标成分，以后浇铸熔液成分均低于目标成分，使之与再次熔化的偏析凝固金属混合后达到目标成分。全文摘要本专利技术的目的在于提供一种大尺寸金属铸锭的浇注工艺。该工艺采用多次点浇法，一个铸锭分多次浇铸完成，当向铸模中浇注一定高度的钢液，凝固一段时间后，继续从顶部向缩孔和疏松区域进行浇注，控制浇注的金属熔液的过热度和注入钢水的量使带入的热量将不均匀凝固的金属熔化，同时新注入的金属溶液的偏析元素成分高于铸锭的目标成分，使新注入的金属熔液和再次熔化的金属混合时成分满足铸锭的目标成分。重复以上浇注过程直到将铸模浇满。通过本工艺可以将元素的偏析指数控制到0，疏松和缩孔指数控制在0.5级以下。文档编号B22D7/00GK102873282SQ201210374458公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日专利技术者张立峰, 杨树峰 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属大铸锭点浇工艺，其特征是模铸浇铸分3？5次完成，浇铸采用长水口直接向缺陷部位进行浇注；第一次浇铸金属熔液成分为铸锭的目标成分，以后浇铸熔液成分均低于目标成分，使之与再次熔化的偏析凝固金属混合后达到目标成分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张立峰，杨树峰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：