專利名稱：一種鋼錠模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于模鑄生產(chǎn)線鋼液澆注的鋼錠模；特別涉及徑鍛機(jī)用鋼錠澆注的鋼錠模。
背景技術(shù)：
鋼錠模是鋼鐵冶金企業(yè)模鑄生產(chǎn)線鋼液澆注成鋼錠的必備設(shè)備(裝置)，通常由模身和帽口組成。生產(chǎn)時，鋼液澆注在鋼錠模內(nèi)，經(jīng)過冷卻凝固成鋼錠，再將鋼錠軋制或鍛造成鋼坯(材)。
徑鍛機(jī)是一種四個相互垂直的錘頭同步對坯料進(jìn)行高頻錘擊的鍛造設(shè)備，特別適合于高速旋轉(zhuǎn)送進(jìn)狀態(tài)下的圓形坯料的壓延變形。目前，徑鍛機(jī)的生產(chǎn)一般仍沿用小型方錠(鋼錠單重通?！?噸)，沒有專門針對徑鍛機(jī)工藝特點的錠型。小型方錠的特點是鋼錠模內(nèi)鋼液凝固速度快，鋼錠鑄態(tài)組織致密，偏析小，夾雜物聚集程度輕，帽容比小，成坯(材)率高。而對于徑鍛機(jī)使用小型方錠，其不足之處在于1.單支鋼錠重量輕，限制了徑鍛機(jī)的生產(chǎn)能力；2.鋼錠的橫截面直徑小，壓縮比受到限制，無法滿足較大規(guī)格的特殊鋼產(chǎn)品的開發(fā)和技術(shù)要求；3.徑鍛機(jī)先要對方錠進(jìn)行倒棱，然后才能旋轉(zhuǎn)拔長，使生產(chǎn)效率降低30％；4.方錠無法解決高速工具鋼碳化物不均勻難題；5.小型錠使單爐鋼液澆注鋼錠支數(shù)過多，生產(chǎn)準(zhǔn)備繁雜，澆注時間延長，鋼液降溫明顯，影響鋼錠質(zhì)量。
雖然已有一些中型鋼錠模(鋼錠單重通常≥3.0噸)在特殊鋼模鑄中應(yīng)用，如中國專利ZL200320109270.3介紹了一種內(nèi)腔呈方形的“中型特殊鋼鋼錠?！?，但它的方形結(jié)構(gòu)同樣不能適合徑鍛機(jī)的旋轉(zhuǎn)拔長的生產(chǎn)工藝。真正適合徑鍛機(jī)生產(chǎn)的中型特殊鋼錠型幾乎沒有。主要原因在于一方面，徑鍛機(jī)生產(chǎn)的許多高合金品種應(yīng)力比較敏感，中、大型鋼錠容易產(chǎn)生裂紋；另一方面，為減少中、大型鋼錠的縮孔、偏析、疏松、夾雜物等質(zhì)量問題，常規(guī)的方法是設(shè)計大的帽容比(鋼錠單重1～3噸的鋼錠模帽容比是11％～12％，鋼錠單重≥3噸的鋼錠模帽容比是13％～15％，鋼錠單重10噸以上鋼錠模的帽容比甚至超過15％)，這雖然在一定程度上保證了鋼錠的質(zhì)量，但是鋼錠的成坯(材)率卻因帽容比過大而下降2％以上，造成特殊鋼產(chǎn)品生產(chǎn)成本大大上升，最終使質(zhì)量與成本得不到兼顧。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于設(shè)計一種鋼錠模，改變常規(guī)錠型無法適應(yīng)徑鍛機(jī)工藝特性的問題，改善鋼錠凝固條件保證鋼錠質(zhì)量，發(fā)揮徑鍛機(jī)產(chǎn)能開發(fā)大規(guī)格品種，降低鋼錠帽容比，提高成(材)坯率等，能生產(chǎn)單重3噸以上的鋼錠。
為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是，鋼錠模，包括模身、帽口，形成一鋼液澆注的腔體結(jié)構(gòu)；所述的模身內(nèi)腔壁呈多角內(nèi)凹圓弧面形。
所述的模身內(nèi)腔呈十二～十八角內(nèi)凹圓弧面形。
所述的模身橫截面外部呈圓形。
該鋼錠模帽口容積與模身加帽口容積之比即帽容比11～12.5％。
所述的模身內(nèi)腔縱截面底部呈圓弧形球冠狀、上部呈上大下小的等腰梯形。
所述的模身內(nèi)凹圓弧面的下口內(nèi)切圓直徑R＝460～510mm。
所述的模身錐度α＝3.0～3.5％。
本實用新型設(shè)計的鋼錠模的內(nèi)腔采用多角內(nèi)凹圓弧面代替方形，以增加鋼錠的體表面積，增強(qiáng)鋼錠的散熱效果，從而在保持小型鋼錠的偏析小、鑄態(tài)組織致密、夾雜物聚集程度輕等優(yōu)異的冶金質(zhì)量的同時，降低中型特殊鋼鋼錠模設(shè)計理論(或經(jīng)驗)所采用的帽容比(13％～15％)，達(dá)到小型特殊鋼錠型的帽容比(11％～12％)水平，使鋼錠至徑鍛機(jī)工序生產(chǎn)的成坯(材)率達(dá)到較高水平。
本實用新型的有益效果
1.本實用新型通過模身內(nèi)腔壁呈多角內(nèi)凹圓弧面形，增大了鋼錠散熱表面積，提高鋼錠的凝固速度，生產(chǎn)的鋼錠組織致密，偏析小，無縮孔，夾雜物聚集程度輕，與小型錠質(zhì)量水平一致；2.本實用新型帽容比小，鋼錠成坯(材)率較高，達(dá)到并超過小型錠水平；3.本實用新型生產(chǎn)的鋼錠適合徑鍛機(jī)生產(chǎn)工藝特性，發(fā)揮徑鍛機(jī)的產(chǎn)能；4.本實用新型滿足開發(fā)較大規(guī)格的高合金產(chǎn)品。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2是本實用新型模身的橫截面示意圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2，本實用新型鋼錠模，包括模身1、帽口2，形成一鋼液澆注的腔體結(jié)構(gòu)3；所述的模身1內(nèi)腔壁11呈十六角內(nèi)凹圓弧面形，其中十六個角向外凸，十六個面則圓弧形內(nèi)凹。模身橫截面外部呈圓形，模身內(nèi)腔縱截面底部呈圓弧形球冠狀、上部呈上大下小的等腰梯形；所述的模身內(nèi)凹圓弧面的下口內(nèi)切圓直徑R＝460～510mm，模身錐度α＝3.0～3.5％。
帽口2的下口尺寸與鋼錠模模身1的上口尺寸匹配；帽容比＝11.5％。
本實用新型用于模具鋼、不銹鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等特殊鋼產(chǎn)品的鋼液模鑄。
試驗報告(見表1)表明鋼錠成材率普遍達(dá)到并超過小型鋼錠水平，H13工具鋼達(dá)到78.40％，GGr15軸承鋼達(dá)到78.75％，不銹鋼達(dá)到86.88％以上。另外，鋼錠外表光滑，無裂紋、翻皮、飛邊、結(jié)疤、冷濺等缺陷，表面質(zhì)量良好，滿足徑鍛機(jī)產(chǎn)品表面質(zhì)量要求；徑鍛生產(chǎn)后的坯料、成品檢測中，偏析、縮孔、疏松等低倍缺陷以及夾雜物缺陷、碳化物評價，完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求。并且，相對于方錠，使用本新型生產(chǎn)的鋼錠，徑鍛機(jī)的生產(chǎn)效率提高30％。
表1、鋼錠成材率試驗報告

本實用新型采用內(nèi)凹圓弧面設(shè)計技術(shù)，大大增加鋼錠模內(nèi)鋼液的體表面積，這樣能顯著增強(qiáng)鋼錠的散熱效果，使鋼液冷卻凝固成的鋼錠表面激冷層增厚，鋼錠內(nèi)部的鑄態(tài)組織致密，避免高合金鋼由于應(yīng)力敏感而易裂的傾向。同時，散熱面積增加后，鋼錠模內(nèi)的鋼液快速凝固，偏析減少，夾雜物聚集程度輕，從而，在確保鋼錠內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量情況下，可減少中型鋼錠模的帽容比，提高成坯(材)率。十六角內(nèi)凹圓弧面鋼錠模所生產(chǎn)的鋼錠的橫截面又類似圓形，這樣，徑鍛機(jī)生產(chǎn)時，相比方錠減少了一道倒棱的過程而直接采用旋轉(zhuǎn)拔長的工藝，使徑鍛機(jī)的產(chǎn)能高30％。因此，本實用新型鋼錠模同時解決了小型和中型方錠的不足，既確保鋼錠質(zhì)量，又發(fā)揮徑鍛機(jī)的產(chǎn)能。
權(quán)利要求1.一種鋼錠模，包括模身、帽口，形成一鋼液澆注的腔體結(jié)構(gòu)；其特征是，所述的模身內(nèi)腔壁呈多角內(nèi)凹圓弧面形。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼錠模，其特征是，所述的模身內(nèi)腔呈十二～十八角內(nèi)凹圓弧面形。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼錠模，其特征是，所述的模身橫截面外部呈圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼錠模，其特征是，該鋼錠模帽口容積與模身加帽口容積之比即帽容比11～12.5％。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼錠模，其特征是，所述的模身內(nèi)腔縱截面底部呈圓弧形球冠狀、上部呈上大下小的等腰梯形。
6.如權(quán)利要求1所述的鋼錠模，其特征是，所述的模身內(nèi)凹圓弧面的下口內(nèi)切圓直徑R＝460～510mm。
7.如權(quán)利要求1所述的鋼錠模，其特征是，所述的模身錐度α＝3.0～3.5％。
專利摘要一種鋼錠模，包括模身、帽口，形成一鋼液澆注的腔體結(jié)構(gòu)；所述的模身內(nèi)腔壁呈多角內(nèi)凹圓弧面形。所述的模身內(nèi)腔呈十二～十八角內(nèi)凹圓弧面形。所述的模身橫截面外部呈圓形。該鋼錠模帽口容積與模身加帽口容積之比即帽容比11～12.5％。本實用新型設(shè)計的鋼錠模的內(nèi)腔采用多角內(nèi)凹圓弧面代替方形，以增加鋼錠的體表面積，增強(qiáng)鋼錠的散熱效果，從而在保持小型鋼錠的偏析小、鑄態(tài)組織致密、夾雜物聚集程度輕等優(yōu)異的冶金質(zhì)量的同時，降低中型特殊鋼鋼錠模設(shè)計理論所采用的帽容比，達(dá)到小型特殊鋼錠型的帽容比水平，使鋼錠至徑鍛機(jī)工序生產(chǎn)的成坯(材)率達(dá)到較高水平。采用本實用新型生產(chǎn)的鋼錠能適應(yīng)徑鍛機(jī)的工藝特點，提高徑鍛機(jī)的生產(chǎn)效率。
文檔編號B22D7/00GK2907972SQ200620042118
公開日2007年6月6日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者包民偉, 陳中新, 胡俊輝, 施建彬, 高雯, 史永春 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司