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优特钢模铸保护浇铸工艺
来源:www.jjttme.com 发表时间:2017-04-05

钢铁熔化精炼完后,钢水的纯净度和气体含量很低,但在浇铸成型过程中,高温液态钢水从精炼钢包下水口出来到浇口的钢水铸流与空气接触,空气中的氧气含量占21%,氮气含量占78%,水份和其他占1%,部分氧与钢水中Fe, Al,Si,Ca,Mn等元素发生氧化反应,形成相应的氧化物,产生大量的烟气,并有部分氧化物进入钢中;部分氮气也会溶解于高温钢水中;水在高温条件下分解成氢和氧溶解于高温钢水中。溶解在钢中的氧,随温度降低溶解度降低,在凝固结晶过程中,氧与钢中Al,Si,Ca,Mn等元素形成氧化物,这是钢中非金属夹杂的主要来源。氮在钢中形成非常弥散的氮化铝夹杂和较粗大的氮化钛及碳氮化钛。氢在钢液温度降低到结晶温度时,溶解度急剧降低,析出的氢在固态下扩散并聚集到非金属夹杂物等缺陷形成的孔洞、空隙处,当聚集的氢原子结合成氢分子后产生极大的压力,一旦超过钢的强度极限,将会产生内裂,形成白点。钢中氧化物夹杂属脆性物质,当钢在外加变形力(轧制,锻造,冲压变形)的情况下,在非金属夹杂物处容易产生应力集中,从而产生裂纹;钢在压力加工过程中或零件热处理加热时,由于金属(基体)和夹杂物的热膨胀系数不同,在两者界面处产生镶嵌应力,形成初始裂纹疲劳源,夹杂物的增加将增大产生裂纹源的可能性。因此钢铁冶金生产过程中,常常采取全程钢液保护浇铸的措施来处理。传统的模铸浇铸一般不保护,即使有保护装置,仅是一个简单的壳罩,此方法虽简单,但存在以下不足: 1、铸流不保护将使大包下水口到浇口之间200-300mm距离处产生钢液二次氧化,增加了钢中气体和夹杂物含量。 2、铸流不用保护气罩时,由于钢液流速很大,将使罩内产生负压,还增大了吸气量,加速了钢液的氧化。 3、铸流不保护浇铸时产生的氧化物烟气很多,并且产生的钢液飞溅,易烫伤人,工人劳动环境较差。 4、铸流不用保护气罩时,由于增加了钢液的氧化,将产生更多的氧化物烟气,工人劳动环境更差。 

2.技术原理及性能指标:该装置包括一圆柱形罩体,罩体顶部设有与钢包出水口大小吻合的进口,在罩体内设有氩气分配通道,通道内装有进气管;通道上开有若干气体逸出孔;在罩体下沿包裹有耐火材料;其浇铸的工艺方法为⑴将钢水包吊至铸台;⑵在钢包出水口下方安装好圆柱形罩体,接好氩气气管和取气管;⑶使钢水包水口与浇铸钵对中;(4)浇铸;(5)取气样分析,要求罩内氧气分压小于1%;(6)对成型后的钢进行取样分析;本发明通过对裸露在空气中的铸流实施全氩气保护来隔绝空气,减少液态钢的二次吸气和氧化,达到降低钢中夹杂物含量和气体含量的目的;使钢的纯洁度和使用寿命大大提高。

3.技术的创造性与先进性:采用气体压力表控制阀门,氩气进入保护罩后通过分配通道在铸流周围分布均匀,且使罩内产生微正压,有利于防止外部氧气的进入;通过对裸露在空气中的铸流实施全氩气保护来隔绝空气,减少液态钢的二次吸气和氧化,达到降低钢中夹杂物含量和气体含量的目的,其中氧含量由10ppm降到5ppm,氢含量由1.5ppm降到1ppm以下,氮含量由80ppm降到45ppm,B细类夹杂物由2.0级降至1.0级;采用这种装置大大提高了钢的纯洁度,相应提高了钢的质量和使用寿命,对不同温度、不同钢种以及不同性能要求的钢材进行保护浇铸,改善了工人的作业环境。  
4.技术的成熟程度,适用范围和安全性:本技术目前成熟稳定在大冶特殊钢股份有限公司使用。解决了模铸钢能生产高标准要求的特殊钢品种。解决了天车上下调整时产生的一系列密封问题。减少了铸流不使用保护气罩产生的烟气,改善了工人劳动环境。钢材质量明显提高

  

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