感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺及装置，当感应炉钢液完成脱氧处理和扒除全部脱氧熔渣后，往钢液表面撒入渣料，完全覆盖钢液表面；经过1~3分钟静置，形成覆盖在钢液表面的渣料硬壳；在渣料硬壳上开孔，将吹氩不锈钢管出口从该孔中穿过伸入钢液表面与渣料硬壳之间的缝隙之中，吹入氩气，并维持正气压；钢液开始浇注前，在出钢槽附近的渣料硬壳边缘处凿开或捅开出钢孔；钢液浇注时，继续向钢液表面与渣料硬壳之间的缝隙之中吹入氩气，并维持正气压，直至浇注结束。感应炉钢液浇注时通过本发明在钢液表面形成氩气保护层，明显减少了炉膛内钢液的二次氧化，显著提高了铸件洁净度和内在质量，而且整个过程氩气消耗量少，生产成本低。
【专利说明】感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造领域，具体涉及一种感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺及装置。
【背景技术】
[0002]感应炉是铸造和冶金领域常用的熔化和冶炼装备，主要包括感应器、炉膛、炉盖、出炉倾倒液压系统、水冷电缆或铜排、感应电源、冷却水系统。炉膛位于感应器中，炉盖放置在炉膛上口，感应电源通过铜排或水冷电缆与感应器接通，冷却水与感应电源、感应器、水冷电缆或铜排接通。在熔化和冶炼钢铁时，首先开动冷却水系统，向感应电源、水冷电缆或铜排、感应器强制通水冷却，然后再开动感应电源，并向感应器送电；当炉膛中存在固态钢铁炉料时，感应器中的交变电流会在炉料中产生感应电动势，感应电动势再转化为涡电流，从而加热和熔化固态钢铁炉料，进而调整钢液或铁液的温度和化学成分；当钢液或铁液的温度和化学成分满足要求时，就可以移走炉盖，将炉膛中的钢液或铁液倾入浇包，或者将炉膛中的钢液或铁液直接浇入铸型，如熔模精密铸造模壳等。为了保证不将炉膛中的渣料浇入铸型，感应炉在将炉膛中的钢液或铁液浇入铸型时，必须将炉膛顶部的液态或固态渣料全部扒除干净。但是，这样的浇注操作又会带来新的二次氧化，即在浇注过程中的钢液或铁液的氧化，增加了铸件中的非金属夹杂物，恶化了铸件的性能，尤其对于易二次氧化的不锈钢、耐热钢、耐热合金铸件更是如此。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提出一种可明显减少感应炉钢液和铁液浇注过程中的二次氧化，显著提高铸件的洁净度和内在质量的感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺及装置。
[0004]本发明通过下述技术方案实现技术目标。
[0005]一种感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，其改进之处在于:具有如下工艺步骤:
a.感应炉加热产生钢液；
b.对所述钢液完成脱氧处理，并扒除全部脱氧熔渣；
c.往所述钢液表面撒入0.5-10kg的渣料，完全覆盖住所述钢液表面；
d.经过f3分钟的静置，与所述钢液接触的下层渣料处于半熔融状态，同时不与所述钢液接触的上层渣料发生烧结，渣料在所述钢液表面形成厚度为2~30mm的渣料硬壳，完全覆盖所述钢液表面；
e.将所述钢液表面的所述渣料硬壳凿开或捅开比吹氩不锈钢管外径大的孔，将所述吹氩不锈钢管出口从该孔中穿过所述渣料硬壳伸入所述钢液表面与所述渣料硬壳之间的缝隙之中；
f.将氩气通过所述吹氩不锈钢管不断吹入所述钢液表面与所述渣料硬壳之间的缝隙之中，维持缝隙中的气压为正气压；g.在感应炉出钢槽附近的所述渣料硬壳边缘处凿开或捅开出钢孔；
h.将感应炉倾斜开始浇注，浇注时，所述钢液从所述渣料硬壳边缘处的出钢孔流向出钢槽；继续通过所述吹氩不锈钢管向所述钢液表面与所述渣料硬壳之间的缝隙之中吹入氩气，维持缝隙中的气压为正气压，直至所述钢液浇注结束；
j.浇注完毕后，关闭氩气瓶，撤除所述吹氩不锈钢管，扒除所述渣料硬壳，开始下一炉钢液的熔化和冶炼。
[0006]上述工艺中，所述渣料硬壳的组成(质量百分比)为:Si02 60%-75%，Al2O3 20%-30%，MgO 2%-5%，CaO 1%-4%，ZrO 0.5%-1%，C〈0.001%, Fe0〈0.002%。
[0007]上述工艺中，钢液浇注过程中，所述钢液表面与渣料硬壳之间缝隙中的氩气气压为0.0or0.0lMPa、流量为2-200升/分钟。
[0008]上述工艺中，所述感应炉的容量为l(Tl000kg。
[0009]上述工艺中，所述感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注的时间为f 120分钟。
[0010]一种实施上述工艺的装置，设置在感应炉上部，所述感应炉包括炉体支架、感应器、炉膛、出钢槽，炉膛内有钢液；其改进之处在于:所述钢液上方设有覆盖钢液上表面并与覆盖钢液上表面有一定间隙的渣料硬壳；在感应炉出钢槽附近的渣料硬壳边缘处设有出钢孔；所述实施感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺的装置包括吹氩不锈钢管、固定螺栓、氩气软管、气体流量计、气体压力表、氩气瓶，所述吹氩不锈钢管、氩气软管、气体流量计、气体调压表、氩气瓶依次连通；所述吹氩不锈钢管通过固定螺栓固定连接在炉体支架外侧的上部；所述渣料硬壳上设有比吹氩不锈钢管外径略大的孔，所述吹氩不锈钢管的出口伸入该孔中穿过渣料硬壳伸入钢液表面与渣料硬壳之间的缝隙之中。
[0011]上述装置中，吹氩不锈钢管的出口伸入渣料硬壳下表面约IOmm处。
[0012]本发明与现有技术相比，具有以下积极效果:
1、感应炉钢液浇注时通过本发明在钢液表面形成氩气保护层，明显减少了炉膛内钢液的二次氧显著提高了铸件的洁净度和内在质量。
[0013]2、本发明中实施感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺的装置结构简单，易于实现。
[0014]3、感应炉钢液的上方设有渣料硬壳，形成了钢液的保护层，感应炉外的空气难以进入该钢液表面处(钢液与渣料硬壳之间缝隙在流入氩气的过程中一直是正气压)，吹入钢液与渣料硬壳之间缝隙中的氩气也易于保留，只有从吹氩不锈钢管与渣料硬壳上结合处的间隙、出钢孔中少量流出，与不设置渣料硬壳相比，本发明覆盖吹氩保护浇注工艺的氩气消耗量大幅度减少，显著降低了铸钢件或钢锭的生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面根据附图并结合实施例对本发明作进一步说明。
[0017]感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，具有如下工艺步骤:
a.感应炉14加热产生钢液10 ；
b.对钢液10完成脱氧处理，并扒除全部脱氧熔渣；c.往钢液10表面撒入0.5-10kg的渣料，完全覆盖住钢液10表面；
d.经过f3分钟的静置，与钢液10接触的下层渣料处于半熔融状态，同时不与钢液10接触的上层渣料发生烧结，渣料在钢液10表面形成厚度为2~30mm的渣料硬壳7，完全覆盖钢液10表面；
e.将钢液10表面的渣料硬壳7凿开或捅开比吹氩不锈钢管I外径大的孔，将吹氩不锈钢管I出口从该孔中穿过渣料硬壳?伸入钢液10表面与渣料硬壳7之间的缝隙之中；
f.将氩气通过吹氩不锈钢管I不断吹入钢液10表面与渣料硬壳7之间的缝隙之中，维持缝隙中的气压为正气压；
g.在感应炉14出钢槽9附近的渣料硬壳7边缘处凿开或捅开出钢孔7.1 ；
h.将感应炉14倾斜开始浇注，浇注时，钢液10从渣料硬壳7边缘处的出钢孔7.1流向出钢槽9 ;继续通过吹氩不锈钢管I向钢液10表面与渣料硬壳7之间的缝隙之中吹入氩气，维持缝隙中的气压为正气压，直至钢液10浇注结束；
j.浇注完毕后，关闭氩气瓶6，撤除吹氩不锈钢管1，扒除渣料硬壳7，开始下一炉钢液的熔化和冶炼。
[0018]附图所示实施上述工艺的装置，设置在感应炉14上部，感应炉14包括炉体支架
13、感应器11、炉膛12、出钢槽9，炉膛12内有钢液10 ;钢液10上方设有覆盖钢液10上表面并与覆盖钢液10上表面有一定间隙的渣料硬壳7 ;在感应炉14出钢槽9附近的渣料硬壳7边缘处设有出钢孔7.1 ;实施感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺的装置包括吹氩不锈钢管1、固定螺栓2、氩气软管3、气体流量计4、气体压力表5、氩气瓶6，吹氩不锈钢管1、氩气软管3、气体流量计4、气体调压表5、氩气瓶6依次连通；吹氩不锈钢管I通过固定螺栓2固定连接在炉体支架13外侧的上部；渣料硬壳7上设有比吹氩不锈钢管I外径大的孔，吹氩不锈钢管I的出口伸入该孔中穿过渣料硬壳7伸入钢液10表面与渣料硬壳7之间的缝隙之中，下列实施例中，吹氩不锈钢管I的出口伸入渣料硬壳7下表面约IOmm处。
[0019]当炉体支架13倾转时，打开氩气瓶6，氩气就会依次进入气体调压表5、气体流量计4、氩气软管3、吹氩不锈钢管I并最后进入感应炉钢液10与渣料硬壳7的上方间隙内，炉膛12内的钢液10就会通过出钢孔7.1流入出钢槽9，最后被浇入铸型或钢锭模中。
[0020]实施例1:利用容量为IOOkg的感应炉14熔化45号碳钢液，当45号碳钢液10的温度达到1580°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入0.5kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是:Si02 7 5%, Al2O3 20%, MgO 2%, CaO 1.998%, ZrO 1%，C〈0.001%, Fe0〈0.002% ；静置I分钟，渣料硬壳7的厚度为2mm ;当感应炉14开始倾转将45号碳钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟2升，将氩气导入到炉膛12内的45号碳钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在45号碳钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少45号碳钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达5分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，45号碳钢液中残留铝量的二次氧化幅度降低了 70%，45号碳钢的熔模精密铸件的气孔率下降90%。
[0021]实施例2:利用容量为IOOkg的感应炉14熔化45号碳钢液，当45号碳钢液10的温度达到1580°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入5kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是:Si02 7 5%, Al2O3 20%, MgO 2%, CaO 1.998%, ZrO 1%，C〈0.001%, Fe0〈0.002% ；静置3分钟，渣料硬壳7的厚度为30mm ;当感应炉14开始倾转将45号碳钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0lMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟200升，将氩气导入到炉膛12内的45号碳钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在45号碳钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少45号碳钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达20分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，45号碳钢液中残留铝量的二次氧化幅度降低了 95%，45号碳钢的熔模精密铸件的气孔率下降100%。
[0022]实施例3:利用容量为IOOOkg的感应炉14熔化45号碳钢液，当45号碳钢液10的温度达到1580°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔洛，再撒入IOkg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是:Si02 7 5%, Al2O3 20%, MgO 2%, CaO 1.998%, ZrO 1%，C〈0.001%, Fe0〈0.002% ；静置2分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将45号碳钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.005MPa，调整气体流量表4的流量为每分钟150升，将氩气导入到炉膛12内的45号碳钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在45号碳钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少45号碳钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达120分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，45号碳钢液中残留铝量的二次氧化幅度降低了 60%，45号碳钢的熔模精密铸件的气孔率下降98%。
[0023]实施例4:利用容量为300kg的感应炉14熔化AISI304 (美国钢铁协会的钢号)不锈钢钢液，当AISI304不锈钢钢 液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入3kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是:SiO2 60%, Al2O3 30%, MgO 5%, CaO 4%，ZrO 0.998%, C〈0.001%, Fe0〈0.002% ;静置2分钟，渣料硬壳7的厚度为20mm ;当感应炉14开始倾转将AISI304不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为
0.005MPa,调整气体流量表4的流量为每分钟50升，将氩气导入到炉膛12内的AISI304不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在AISI304不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少AISI304不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达20分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，AISI304不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了90%，可明显提高AISI304不锈钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0024]实施例5:利用容量为250kg的感应炉14熔化AISI304 (美国钢铁协会的钢号)不锈钢钢液，当AISI304不锈钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入1.5kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 60%, Al2O3 30%, MgO 5%，CaO4%, ZrO 0.998%, C〈0.001%, Fe0〈0.002% ;静置2分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将AISI304不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.005MPa，调整气体流量表4的流量为每分钟30升，将氩气导入到炉膛12内的AISI304不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在AISI304不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少AISI304不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达10分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，AISI304不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高AISI304不锈钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0025]实施例6:利用容量为IOkg的感应炉14熔化AISI304 (美国钢铁协会的钢号)不锈钢钢液，当AISI304不锈钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入0.5kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 60%, Al2O3 30%, MgO 5%，CaO4%, ZrO 0.998%, C〈0.001%, Fe0〈0.002% ;静置1.5分钟，渣料硬壳7的厚度为20mm ;当感应炉14开始倾转将AISI304不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.005MPa，调整气体流量表4的流量为每分钟5升，将氩气导入到炉膛12内的AISI304不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在AISI304不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少AISI304不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达I分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，AISI304不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 99%，可明显提高AISI304不锈钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0026]实施例7:利用容量为150kg的感应炉14熔化AISI304 (美国钢铁协会的钢号)不锈钢钢液，当AISI304不锈钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是:SiO2 70%, Al2O3 24.498%,MgO 4%, CaO1%, ZrO 0.5%，C〈0.001%，Fe0〈0.002% ;静置2分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将AISI304不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为
0.0OlMPa,调整气体流量表4的流量为每分钟20升，将氩气导入到炉膛12内的AISI304不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在AISI304不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少AISI304不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达7分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，AISI304不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了90%，可明显提高AISI304不锈 钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0027]实施例8:利用容量为150kg的感应炉熔化0Crl7 (德国标准钢号为1.4016)不锈钢钢液，当0Crl7不锈钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 70%, Al2O3 24.498%，MgO 4%，CaO1%, ZrO 0.5%，C〈0.001%，Fe0〈0.002% ;静置2分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将0Crl7不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为
0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟25升，将氩气导入到炉膛12内的0Crl7不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在0Crl7不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少0Crl7不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达7分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，0Crl7不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高0Crl7不锈钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0028]实施例9:利用容量为150kg的感应炉14熔化06Cr25Ni20 (美国钢铁协会的钢号为AISI310S)不锈钢钢液，当06Cr25Ni20不锈钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 70%, Al2O324.498%, MgO 4%, CaO 1%, ZrO 0.5%，C〈0.001%，Fe0〈0.002% ;静置 2 分钟，渣料硬壳 7 的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将06Cr25Ni20不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟25升，将氩气导入到炉膛12内的06Cr25Ni20不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在06Cr25Ni20不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少06Cr25Ni20不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达7分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，06Cr25Ni20不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高06Cr25Ni20不锈钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0029]实施例10:利用容量为150kg的感应炉14熔化06Cr25Ni20 (美国钢铁协会的钢号为AISI310S)不锈钢钢液，当06Cr25Ni20不锈钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 70%, Al2O324.498%, MgO 4%, CaO 1%, ZrO 0.5%，C〈0.001%，Fe0〈0.002% ;静置 2 分钟，渣料硬壳 7 的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将06Cr25Ni20不锈钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟25升，将氩气导入到炉膛12内的06Cr25Ni20不锈钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在06Cr25Ni20不锈钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少06Cr25Ni20不锈钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达3分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，06Cr25Ni20不锈钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高06Cr25Ni20不锈钢钢锭的洁净度和内在质量。
[0030]实施例11:利用容量为150kg的感应炉14熔化25Cr20Nil4Si2 (欧盟标准钢号为1.4832)耐热钢钢液，当25Cr20Nil4Si2耐热钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 70%,Al2O3 24.498%, MgO 4%, CaO 1%, ZrO 0.5%，C〈0.001%，Fe0〈0.002% ;静置 2 分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将25Cr20Nil4Si2耐热钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟25升，将氩气导入到炉膛12内的25Cr20Nil4Si2耐热钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在25Cr20Nil4Si2耐热钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少25Cr20Nil4Si2耐热钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达7分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，25Cr20Nil4Si2耐热钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高25Cr20Nil4Si2耐热钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0031]实施例12:利用容量为150kg的感应炉14熔化含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2 (欧盟标准钢号为1.4848+Nb)耐热钢钢液，当含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是:Si02 71%, Al2O3 24.498%, MgO 3%, CaO 1%，ZrO 0.5%, C〈0.001%, Fe0〈0.002% ;静置2分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟25升，将氩气导入到炉膛12内的含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达7分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高含Nb的ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢熔模精密铸件的洁净度和内在质量。
[0032]实施例13:利用容量为150kg的感应炉14熔化W6Mo5Cr4V2 (美国实验材料学会ASTM的牌号为M2)高速钢钢液，当W6Mo5Cr4V2高速钢钢液10的温度达到1600°C时，扒除炉膛12顶部的全部熔渣，再撒入2kg的保护渣料，渣料的组成(质量百分比)是=SiO2 71%，Al2O3 24.498%, MgO 3%, CaO 1%，ZrO 0.5%, C〈0.001%, Fe0〈0.002% ;静置 2 分钟，渣料硬壳7的厚度为15mm ;当感应炉14开始倾转将W6Mo5Cr4V2高速钢钢液10浇入熔模精密铸造模壳时，调整气体压力表5的压力为0.0OlMPa，调整气体流量表4的流量为每分钟25升，将氩气导入到炉膛12内的W6Mo5Cr4V2高速钢钢液10的上表面与渣料硬壳7的间隙中，在W6Mo5Cr4V2高速钢钢液10上表面形成一层氩气保护气膜，从而明显减少W6Mo5Cr4V2高速钢钢液10的浇注过程中的二次氧化；在长达7分钟的覆盖吹氩保护浇注时间内，W6Mo5Cr4V2高速钢钢液中合金元素的二次氧化幅度降低了 90%，可明显提高W6Mo5Cr4V2高速钢熔模精密铸件的洁净 度和内在质量。
【权利要求】
1.一种感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，其特征在于:具有如下工艺步骤: a.感应炉(14)加热产生钢液(10); b.对所述钢液(10)完成脱氧处理，并扒除全部脱氧熔渣； c.往所述钢液(10)表面撒入0.5^10kg的渣料，完全覆盖住所述钢液(10)表面； d.经过广3分钟的静置，与所述钢液(10)接触的下层渣料处于半熔融状态，同时不与所述钢液(10)接触的上层渣料发生烧结，渣料在所述钢液(10)表面形成厚度为2~30mm的渣料硬壳(7)，完全覆盖所述钢液(10)表面； e.将所述钢液(10)表面的所述渣料硬壳(7)凿开或捅开比吹氩不锈钢管(I)外径大的孔，将所述吹氩不锈钢管(I)出口从该孔中穿过所述渣料硬壳(7)伸入所述钢液(10)表面与所述渣料硬壳(7)之 间的缝隙之中； f.将氩气通过所述吹氩不锈钢管(I)不断吹入所述钢液(10)表面与所述渣料硬壳(7)之间的缝隙之中，维持缝隙中的气压为正气压； g.在感应炉(14)出钢槽(9)附近的所述渣料硬壳(7)边缘处凿开或捅开出钢孔(7.1)； h.将感应炉(14)倾斜开始浇注，浇注时，所述钢液(10)从所述渣料硬壳(7)边缘处的出钢孔(7.1)流向出钢槽(9);继续通过所述吹氩不锈钢管(I)向所述钢液(10)表面与所述渣料硬壳(7)之间的缝隙之中吹入氩气，维持缝隙中的气压为正气压，直至所述钢液(10)浇注结束； j.浇注完毕后，关闭氩气瓶(6)，撤除所述吹氩不锈钢管(1)，扒除所述渣料硬壳(7)，开始下一炉钢液的熔化和冶炼。
2.根据权利要求书I所述的感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，其特征在于:所述渣料硬壳(7)的组成(质量百分比)为:Si02 60%~75%，Al2O3 20%~30%，MgO 2%~5%，CaO 1%~4%，ZrO 0.5%~1%，C<0.001%, Fe0<0.002%。
3.根据权利要求书I所述的感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，其特征在于:钢液浇注过程中，所述钢液(10)表面与渣料硬壳(7)之间缝隙中的氩气气压为0.0Of0.0lMPa、流量为2~200升/分钟。
4.根据权利要求书I所述的感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，其特征在于:所述感应炉(14)的容量为l(Tl000kg。
5.根据权利要求书I所述的感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺，其特征在于:所述感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注的时间为广120分钟。
6.一种实施权利要求1~5之一所述工艺的装置，设置在感应炉(14)上部，所述感应炉(14)包括炉体支架(13)、感应器(11)、炉膛(12)、出钢槽(9)，炉膛(12)内有钢液(10)；其特征在于:所述钢液(10)上方设有覆盖钢液(10)上表面并与覆盖钢液(10)上表面有一定间隙的渣料硬壳(7);在感应炉(14)出钢槽(9)附近的渣料硬壳(7)边缘处设有出钢孔(7.1);所述实施感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺的装置包括吹氩不锈钢管(I)、固定螺栓(2)、氩气软管(3)、气体流量计(4)、气体压力表(5)、氩气瓶(6)，所述吹氩不锈钢管(I)、氩气软管(3)、气体流量计(4)、气体调压表(5)、氩气瓶(6)依次连通；所述吹氩不锈钢管(I)通过固定螺栓(2)固定连接在炉体支架(13)外侧的上部；所述渣料硬壳(7)上设有比吹氩不锈钢管(I)外径大的孔，所述吹氩不锈钢管(I)的出口伸入该孔中穿过渣料硬壳(7)伸入钢液(10)表面与渣料硬壳(7)之间的缝隙之中。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于:吹氩不锈钢管(I)的出口伸入渣料硬壳(7)下表面约IOmm处 。
【文档编号】C21C7/072GK103451371SQ201310408547
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】毛卫民, 荆剑, 王小东, 康燕, 许杜生, 颜平 申请人:泰州鑫宇精密铸造有限公司, 北京科技大学