专利名称：一种梯度钢铁材料的连铸设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种钢铁材料的连铸设备，更具体地讲，本实用新型涉及ー种梯度钢铁材料的连铸设备。
背景技术：
材料的表面处理是指通过机械、物理或者化学的方法使材料表面或者表层具有特殊性能的处理过程。例如通过热侵镀、热喷涂、化学热处理的方法来提高材料的耐蚀性、耐磨性等。在钢铁材料中通常使用的表面处理技术有渗碳、渗氮、碳氮共渗等技术，这些表面处理技术尤其应用于齿轮钢、轴承钢、耐磨钢等材料，使钢材表面具有高硬度和高耐磨性，而心部具有较高的韧性和強度。然而化学热处理存在着许多不可避免的缺点，以渗碳为例，除了环境污染、资源消耗、成本増加之外，还可能引起内部氧化、晶粒粗化、析出网状碳化物 等缺陷。如果钢铁材料具有一定的成分梯度，则可以減少或者省略某些表面处理工艺，因此梯度钢铁材料的生产具有一定的经济意义和社会意义。连铸，即连续铸钢，是不断地将精炼后的钢水加入到结晶器中，并凝固成型后从结晶器下方拉出的钢水成型技木。如果能够在连铸过程中生产出梯度钢铁材料，则可以节约资源并且降低成本。
实用新型内容为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了ー种梯度钢铁材料的连铸设备，所述连铸设备包括结晶器；挡板，位于结晶器中，将结晶器分为挡板内侧区域和挡板外侧区域；第一中间包，位于结晶器上方，通过第一浸入式水口将第一中间包中的钢水注入到结晶器的挡板外侧区域中；第二中间包，位于结晶器上方，通过第二浸入式水口将第二中间包中的钢水注入到结晶器的挡板内侧区域中。优选地，所述梯度钢铁材料的连铸设备还包括支架，所述挡板固定到所述支架。优选地，第一中间包与第二中间包的容积比基本上为挡板外侧区域与挡板内侧区域的容积比。优选地，所述挡板的下端比钢水的下表面高5厘米至10厘米。第一浸入式水口和第二浸入式水口的下端比挡板的上端低5厘米至10厘米。根据本实用新型的实施例，第一中间包中的钢水和第二中间包中的钢水具有不同的成分。注入挡板外侧区域中的钢水的流量与注入挡板内侧区域的钢水的流量的比大于第一中间包与第二中间包的容积比。利用根据本实用新型的梯度钢铁材料的连铸设备进行连铸，可以避免环境污染，并且降低了生产成本。
通过參照附图对本实用新型进行详细地描述，本实用新型的特征和优点将变得更加明显。图I是示出根据本实用新型实施例的梯度钢铁材料的连铸设备的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本实用新型的实施例。图I是示出根据本实用新型实施例的梯度钢铁材料的连铸设备的剖视图。在图I中，标号I为第一中间包，标号2为第二中间包,标号3为钢水,标号4为钢洛,标号5为结晶器，标号6为挡板,标号7为第一浸入式水口，标号8为第二浸入式水口，标号9为高溶质含量外层，标号10为溶质梯度层，标号11为芯层。根据本实用新型实施例的梯度钢铁材料的连铸设备包括结晶器5，结晶器5内装有钢水3和钢渣4 ;挡板6，位于结晶器5内，从而将结晶器5分为挡板内侧区域和挡板外侧区域两部分；第一中间包1，通过第一浸入式水口 7将第一中间包I中的钢水注入结晶器5的挡板外侧区域中；第二中间包2,通过第二浸入式水口 8将第二中间包2中的钢水注入结晶器5的挡板内侧区域中。这里，挡板外侧区域为挡板6与结晶器5之间的区域，并且挡板外侧区域的容积为Vl ;挡板内侧区域为挡板6朝向钢水中心的区域，并且挡板内侧区域的容积为V2。优选地，第一中间包I和第二中间包2的容积比近似为V1/V2，S卩，第一中间包I和第二中间包2的容积比基本上为V1/V2。优选地，挡板6的截面与结晶器5的横截面的形状相似，从而获得更好的阻挡钢水流动的效果。另外，根据本实用新型实施例的梯度钢铁材料的连铸设备还可以包括支架(未示出)，从而使挡板6通过连接部件(未示出)固定到支架。优选地，挡板6的下端与钢水的下表面距离5到10厘米，即，挡板6的下端比钢水的下表面高5厘米至10厘米。优选地，第一浸入式水口 7和第二浸入式水口 8在钢水中的深度为比挡板6的上端低5厘米至10厘米。当采用根据本实用新型实施例的梯度钢铁材料的连铸设备进行连铸时，在第一中间包I和第二中间包2中装有不同成分的钢水，并且第一中间包I和第二中间包2中的钢水分别通过第一浸入式水口 7和第二浸入式水口 8注入到挡板外侧区域和挡板内侧区域中。根据需要，可以调节第一中间包I和第二中间包2中的钢水成分。例如，针对某一元素(例如碳)，可以将第一中间包I中的钢水的该元素含量调节为大于第二中间包2中的钢水的该元素含量。比如，可以将第一中间包I中钢水的碳含量调节为大于第二中间包2中的钢水的碳含量。在连铸过程中，优选地，挡板外侧区域和挡板内侧区域的钢水流入量的比值略大于V1/V2。这样做是因为在凝固过程中，相对于挡板内侧区域的钢水，挡板外侧区域钢水冷却快，体积收缩快，为了保证液面的稳定，浇入的钢水流入量略大于V1/V2。此外，在连铸过程中，由于位于挡板6两侧的钢水没有足够的扩散时间来获得成分均匀的钢水，所以不同成分的钢水凝固形成一定浓度梯度的钢坯。即，在靠近结晶器5的内表面的区域形成高溶质含量外层9，在结晶器5的中部钢水凝固形成芯层11，在高溶质含量外层9和芯层11之间形成溶质梯度层10。根据本实用新型的梯度钢铁材料的连铸设备，通过在结晶器的钢水中放置挡板，将钢水分为挡板内侧区域和挡板外侧区域，并且通过两个中间包向结晶器的不同区域注入不同成分的钢水，从而可以控制连铸后得到的钢铁材料的表面成分，即，使钢铁材料的表面组分和内部组分不同，从而可以得到具有成分梯度的钢铁材料。与现有技术中通过化学热处理方法等对钢铁材料的表面进行处理的情况相比，利用本实用新型的连铸设备可以避免环境污染，并且降低了生产成本。利用本实用新型的梯度钢铁材料的连铸设备得到的钢铁材料可以用于大尺寸平板件或Mg/Al、Cu/Al等有色金属梯度复合材料的生产。虽然已经以示例的方式示出和描述了本实用新型，但是本实用新型的范围不受上述实施例的限定。在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改和改变。·
权利要求1.一种梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于所述连铸设备包括 结晶器; 挡板，位于结晶器中，将结晶器分为挡板内侧区域和挡板外侧区域； 第一中间包，位于结晶器上方，通过第一浸入式水口将第一中间包中的钢水注入到结晶器的挡板外侧区域中； 第二中间包，位于结晶器上方，通过第二浸入式水口将第二中间包中的钢水注入到结晶器的挡板内侧区域中。
2.根据权利要求I所述的梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于所述梯度钢铁材料的连铸设备还包括支架，所述挡板固定到所述支架。
3.根据权利要求I所述的梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于第一中间包与第二中间包的容积比基本上为挡板外侧区域与挡板内侧区域的容积比。
4.根据权利要求I所述的梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于所述挡板的下端比钢水的下表面高5厘米至10厘米。
5.根据权利要求I所述的梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于第一浸入式水口和第二浸入式水口的下端比挡板的上端低5厘米至10厘米。
6.根据权利要求I所述的梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于第一中间包中的钢水和第二中间包中的钢水具有不同的成分。
7.根据权利要求I所述的梯度钢铁材料的连铸设备，其特征在于注入挡板外侧区域中的钢水的流量与注入挡板内侧区域的钢水的流量的比大于第一中间包与第二中间包的容积比。
专利摘要本实用新型提供了一种梯度钢铁材料的连铸设备。所述连铸设备包括结晶器；挡板，位于结晶器中，将结晶器分为挡板内侧区域和挡板外侧区域；第一中间包，位于结晶器上方，通过第一浸入式水口将第一中间包中的钢水注入到结晶器的挡板外侧区域中；第二中间包，位于结晶器上方，通过第二浸入式水口将第二中间包中的钢水注入到结晶器的挡板内侧区域中。利用根据本实用新型的梯度钢铁材料的连铸设备进行连铸，可以避免环境污染，并且降低了生产成本。
文档编号B22D11/103GK202606826SQ20122018074
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者刘成宝, 李法兴, 朱京军 申请人:莱芜钢铁集团有限公司