钢-铁复合材料钢锭模制造技术

本实用新型专利技术属于冶金工装制造技术领域，特别涉及一种用钢-铁制造出的复合材料钢锭模，它包括外壁设置有吊耳的一体式或者分体式的外壳，所述的外壳的内壁上设置有均匀分布的突台，外壳的内壁上还均匀设置有与突台相配合的工作层；本实用新型专利技术的工作层可在不能修复时进行清理更换，外壳可重复使用；具有使用寿命长、工装消耗和生产成本低、能提高浇注产品质量、制造简单、耐急冷急热、抗应力裂纹性能好、外壳塑韧性好、内层部分可更换、可回收利用的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于冶金工装制造
，特别涉及一种用钢-铁制造出的复合材料钢锭模。技术背景在冶炼生产过程中，特别是钢的冶炼生产中，目前还有相当一部分产品在钢液冶炼结束后均以钢锭模为工装，将钢液烧注为钢锭，钢锭脱模后退火或直接红送转入后道加工工序，经压力加工生产出各种形状和不同技术要求的产品，这种方式生产的产品具有尺寸大和尺寸可选范围宽、形状复杂、内部质量水平高、易于小批量生产、适合后续处理加工等许多优点，在一些铸造、连铸及其它生产方法无法满足的领域内，这种生产方式起到不可替代的作用。目前使用的这种钢锭模主要材料基本为铸铁，以灰口铸铁居多。但是在使用过程中，铸铁表面被侵蚀到一定程度后就会出现许多的裂纹和蚀坑，致使锭模无法继续使用，且由于铸铁没有塑性，使用中经常会出现应力开裂，同时也会因使用过程中的磕碰而导致掉耳和开裂。对于侵蚀和开裂不太严重的锭模，能采取的解决措施只能是表面修磨和裂纹修补，然后继续使用一段时间后整体报废；但对于侵蚀和开裂严重的锭模只能是整体报废。由于锭模的侵蚀和开裂，给生产带来一系列不利影响，主要集中在以下几个方面I)锭模使用寿命低，工装消耗增加，冶炼生产成本高；2)内表面侵蚀开裂后导致钢锭表面质量变差，后续加工时表面易开裂，使产品裂纹超深报废，尤其是不利于高合金钢、易开裂钢种或大规格产品的生产制造；3)锭模塑性差，经常因应力开裂，浇注过程中漏钢造成废品；4)锭模会因磕碰使吊耳脱落，不利于安全操作，尤其是单侧吊耳脱落的锭模无法吊装使用，尽管采用加大吊耳尺寸的方式能够提高其强度，但材料的浪费则是明显的；5)如果对表面侵蚀或开裂不严重的锭模进行修补，则修补后其使用寿命并不会有理想的增加，而且用修补后的锭模浇注的钢锭表面质量也难以保证；6)铸铁质的钢锭模经不起急冷急热，因此，也就不能在浇注后进行急冷操作，使钢液凝固缓慢，内部枝晶发达，因选分结晶造成的偏析也相对严重，无法保证化学成分和后续加工组织、力学性能的均匀性，影响产品的质量。正是由于以上原因，许多钢铁生产企业都进行了大量研究，陆续试验了陶瓷复合型、内壁涂层、合金铸铁等钢锭模，但均因不便生产、使用效果不理想和成本问题限制了其在行业内的推广应用，因此，继续研制一种可再生的、制造简单、生产成本低、使用寿命长且能够改善浇注产品质量的钢锭模，具有很高的社会意义和经济价值。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种使用寿命长、工装消耗和生产成本低、能提高浇注产品质量、制造简单、耐急冷急热、抗应力裂纹性能好、外壳塑韧性好、内层部分可更换、可回收利用的钢-铁复合材料钢锭模。本技术的目的是这样实现的一种钢-铁复合材料钢锭模，包括外壁设置有吊耳的一体式或者分体式的外壳，所述的外壳的内壁上设置有均匀分布的突台，外壳的内壁上还均匀设置有与突台相配合的工作层。所述的外壳是由低碳铸钢铸造而成或者是由轧制的低碳厚钢板切割、弯圈后焊接而成；所述的工作层为铸铁层。所述的外壳与工作层的接触面为完全分 割的界面。所述的外壳与工作层之间设置有非金属涂层。所述的突台的高度为10-30毫米。所述的吊耳与外壳一体成型或者通过焊接的方式固定在外壳的外壁。本技术具有以下积极效果I)本技术在外壳的内壁上设置有工作层，工作层与外壳是分体的，外壳的内壁上设置有固定工作层的突台，工作层具有可更换性，这样工作层的工作面损坏后可以很简单的更换或者修复，从而保证了工作面的质量符合浇注要求，降低了浇注钢锭因工作面的问题造成的锻造开裂的机率；2)本技术如果锭模损坏只需要换工作层，外层可重复使用，这样制作周期可缩短1/3，制作材料的消耗也大大减少，可节约50%的铸造砂料用量；3)本技术的外壳采用低碳铸钢或钢板，力学性能较好，塑韧性要远远高于脆性很大的铸铁，耐于磕碰，不易开裂、破碎；且能够承受较大的急冷急热的应力变化，进而不易因应力集中而损坏；对于需要快速结晶的钢锭，可以在铸造后将锭模吊放于有较强冷却介质(如水)的环境中加速凝固，降低偏析，提高钢锭内部质量；低碳铸钢或钢板的外壳具有良好的焊接性能，这样在外壳损坏后可采用焊接方式修复，克服了铸铁难以焊接修复的缺陷；4)本技术的吊耳是由与外壳同质的一体铸钢或锻钢机加工后焊接而成，钢的优良综合性能使它在使用中免于因磕碰而断裂，即使损坏也能轻易修复；5)本技术钢-铁复合材料钢锭模可大大减轻工装的重量，减少了金属材料的消耗，也便于使用操作，制备和结构简单且成本低，可降低浇注锭模消耗30%以上，且使用寿命提高一倍以上。附图说明图I为本技术钢-铁复合材料钢锭模为一体式外壳的结构示意图。图2为本技术钢-铁复合材料钢锭模为分体式外壳的结构示意图。图中1、外壳2、突台3、工作层4、非金属涂层5、吊耳。具体实施方式下面参照附图说明本技术的具体实施方式实施例I如图I所述，一种钢-铁复合材料钢锭模，包括外壁设置有吊耳5的一体式的外壳1，所述的外壳I的内壁上设置有均匀分布的突台2，外壳I的内壁上还均匀设置有与突台2相配合的工作层3。所述的外壳I是由低碳铸钢铸造而成或者是由轧制的低碳厚钢板切割、弯圈后焊接而成；所述的工作层3为铸铁层。所述的外壳I与工作层3的接触面为完全分割的界面。所述的外壳I与工作层3之间设置有非 金属涂层4。所述的突台2的高度为10-30毫米。所述的吊耳5与外壳I 一体成型或者通过焊接的方式固定在外壳I的外壁。本技术的制备方法外壳的制造首先制作锭模外壳铸造于砂型，可以采用普通铸造砂型或树脂砂，作好后烘干、组装备用，然后冶炼铸造用钢液，采用GB/T11352中的ZG200-400牌号，钢液冶炼结束，温度符合要求后出钢开始铸造钢模外壳，浇注冒口要足够大，保证铸件内部质量。铸件达到凝固时间后开箱，切割冒口和水口，清理表面，然后对两端面进行初步加工，并给后续加工和重复铸造内表加工保留余量。浇注内工作层首先按设计尺寸制作锭模内腔砂型，烘干后与与铸造钢质外壳进行组装，组装、封箱后浇注内工作层，内工作层材质为HT200 (即灰口铸铁)。整体退火浇毕凝固后开箱清理冒口和浇口，然后进行整体退火，退火温度为700°C，时间根据最大壁厚计算。表面清理及机加工退火后清理表面，完成清理后对两端进行机械加工，按尺寸要求将两端面加工为平面即可。实施例2如图2所述，一种钢-铁复合材料钢锭模，包括外壁设置有吊耳5的分体式的外壳I，所述的外壳I的内壁上设置有均匀分布的突台2，外壳I的内壁上还均匀设置有与突台2相配合的工作层3。所述的外壳I是由低碳铸钢铸造而成或者是由轧制的低碳厚钢板切割、弯圈后焊接而成；所述的工作层3为铸铁层。所述的外壳I与工作层3的接触面为完全分割的界面。所述的外壳I与工作层3之间设置有非金属涂层4。所述的突台2的高度为10-30毫米。所述的吊耳5与外壳I 一体成型或者通过焊接的方式固定在外壳I的外壁。本技术的制备方法外壳的制造首先制作锭模外壳铸造于砂型，可以采用普通铸造砂型或树脂砂，作好后烘干、组装备用，然后冶炼铸造用钢液，采用GB/T11352中的ZG200-400牌号，钢液冶炼结束，温度符合要求后出钢开始铸造钢模外壳，浇注冒口要足够大，保证铸件内部质量。铸件达到凝固时间后开箱，切割冒口和水口，清理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢?铁复合材料钢锭模，包括外壁设置有吊耳的一体式或者分体式的外壳，其特征在于：所述的外壳的内壁上设置有均匀分布的突台，外壳的内壁上还均匀设置有与突台相配合的工作层。

【技术特征摘要】
1.一种钢-铁复合材料钢锭模，包括外壁设置有吊耳的一体式或者分体式的外壳，其特征在于所述的外壳的内壁上设置有均匀分布的突台，外壳的内壁上还均匀设置有与突台相配合的工作层。2.根据权利要求I所述的钢-铁复合材料钢锭模，其特征在于所述的外壳是由低碳铸钢铸造而成或者是由轧制的低碳厚钢板切割、弯圈后焊接而成；所述的工作层为铸铁层。3.根据权利要求I所述的钢-铁复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛正国，王国宣，韩素霞，姚伟，高英丽，
申请(专利权)人：中原特钢股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：