一种空心钢锭浇注模及其使用方法与流程

1.本发明涉及空心钢锭生产用模具设计技术领域，尤其涉及一种空心钢锭浇注模及其使用方法。


背景技术：

2.空心钢锭主要用于生产大口径无缝管道，生产出的空心钢锭，去除内孔的毛刺，切除帽口，经过加热后，可直接热穿成无缝钢管，此方法生产的无缝钢管，产品各项性能优于离心浇铸工艺生产出的无缝钢管，能够降低大口径无缝钢管使用成本。
3.但是现有的空心钢锭在采用模具生产过程中存在脱模困难，且加工过程中钢锭容易产生裂纹，给实际的加工带来较大困扰。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明提供一种空心钢锭浇注模及其使用方法，有效方便控制空心钢锭加工的长度，同时便于后续的脱模，便于浇铸过程的控制，防止空心钢锭产生裂纹，提升成品率。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种空心钢锭浇注模，包括柱形钢锭模，所述柱形钢锭模内侧底部中央设置有套环，柱形钢锭模内侧底部两侧对称设置有钢水注入孔，所述套环于柱形钢锭模底部呈外凸的环形结构，所述套环内部插入中心棒，所述中心棒向柱形钢锭模上端开口处延伸，且柱形钢锭模外侧设置有固定架，所述固定架一侧通过螺栓连接有压板，所述压板下端与中心棒上端之间通过调节螺栓进行挤压固定。
7.优选的，所述中心棒由多个套管组成，且套管呈中空环装结构，且套管为莫来石质，外层涂有一层耐高温涂层，所述套管的外径小于套环的内径，所述套管一端设置有凸环，另一端设置有与凸环适配的凹槽，多个套管依次通过凸环与凹槽相互匹配叠加堆砌至需要的高度。
8.优选的，所述套管内部中空处设置有填充层，所述填充层为颗粒度为1-3mm的石英砂。
9.优选的，所述柱形钢锭模上端开口处悬挂设置有高度可调节的帽口。
10.优选的，所述钢水注入孔呈上小下大的圆台结构。
11.优选的，所述钢水注入孔上口直径为122
±
2mm，下口直径为145
±
2mm。
12.优选的，所述套环呈环形斜口凸起状，且套环纵切面为直角三角形，且套环内径为柱形钢锭模底部内径的20％-30％。
13.优选的，所述柱形钢锭模整体呈下小上大的形状，上口内径与下口内径比值为1.01-1.015。
14.优选的，所述柱形钢锭模由以下质量百分比的元素组成：c：3.0％-4.0％，si：1.0％-2.0％，mn：0.3％-1.0％，p≤0.15％，s≤0.15％，其余为fe和不可避免的杂质。
15.一种空心钢锭浇注模的使用方法：包括以下步骤：
16.①
将模内清理干净，整个浇铸系统烘烤至温度70-90℃，在模底铺一层保护渣，保护渣加入量为浇铸钢锭重量的0.1％-0.2％；
17.②
经过精炼的钢水，成分、温度合格之后吊运至浇铸工位开始浇铸，钢水从流钢系统中流入钢锭模底部注入孔，钢水同时从两个注入孔流入，模内钢水上升速度控制在不高于0.2m/min，钢水注满钢锭模后，在帽口处加入发热剂和保温覆盖剂；
18.③
浇铸好的钢锭定型后脱模，用内孔打磨机将内孔打磨光滑，切除钢锭帽口，直接用于后续生产。
19.与现有技术相比，本发明提供了一种空心钢锭浇注模及其使用方法，具备以下有益效果：
20.1、本发明通过压板和由多个套管做成的中心棒的设置，能够有效控制整体中心棒的高度，便于浇铸不同高度的钢锭，并且通过压板来控制中心棒位置的稳定性，保证浇铸过程的稳定，并且通过设置斜口的套环，方便后续的脱模处理；
21.2、本发明通过两个钢水注入孔来控制钢水浇铸的速度，有效保证钢锭冷却过程的稳定性，防止产生裂纹，同时通过模具的设置保证钢锭的冷却均匀性，从而保证钢锭性能的稳定。
附图说明
22.图1为本发明正视剖面结构示意图；
23.图2为本发明柱形钢锭模正视剖面结构示意图；
24.图3为本发明柱形钢锭模俯视结构示意图；
25.图4为本发明套管结构示意图。
26.图中：1、柱形钢锭模；2、套环；3、钢水注入孔；4、中心棒；401、套管；402、凸环；403、凹槽；5、填充层；6、压板。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.实施例1：
30.参照图1-4，一种空心钢锭浇注模，采用c：3.0％-4.0％，si：1.0％-2.0％，mn：0.3％-1.0％，p≤0.15％，s≤0.15％，其余为fe和不可避免的杂质的元素组成来制备柱形钢锭模1，柱形钢锭模1内径一般在500mm以上，柱形钢锭模1底部两侧开有两个钢水注入孔3，柱形钢锭模1底部中央设置有斜口的套环2用于定位中心棒4，所述套环2的高度一般为30-50mm，套环2纵切面为直角三角形，套环2内径为柱形钢锭模1内径的20％-30％，因柱形钢锭模1没有设置帽口拉断线，套环2在钢锭冷却过程中可代替拉断线，钢锭浇铸完成在模
内冷却时，钢锭体积会缩小，斜口套环2可以阻止钢锭向下收缩，钢锭底部和钢锭模底部会自动脱离，方便后续钢锭脱模；所述中心棒4外层为若干个莫来石质的套管401组成，套管401表面涂有耐高温涂层，且套管401两端分别设置相互适配的凸环402和凹槽403，多个套管401相互适配堆叠至相应的高度，最上方的套管401上端设置有防止套管松动的压板6，压板6用螺栓进行固定来保证中心棒4的稳定性，且压板6与柱形钢锭模1外部的固定架相连接。
31.实施例2：
32.参照图1-4，本实施例与实施例1基本相同，优选的，套管401内孔填充颗粒1-3mm干燥石英砂为填充层5，其中石英砂经过120℃以上温度烘烤至干燥状态，再填充进中心棒4的芯部。浇铸好的钢锭在冷却过程中会向中心收缩，填充石英砂，可以使中心棒4有一定的收缩空间，在填充好石英砂之后，旋紧固定螺栓，给中心棒4施加一个向下的压力，防止中心棒4倾斜，浇铸时防止中心棒4上浮。
33.实施例3：
34.参照图1-4，本实施例与实施例2基本相同，优选的，柱形钢锭模1整体呈下小上大形状，上口内径与下口内径比值在1.01-1.015范围内，方便后续的脱模；同时了防止钢锭浇铸完成之后在模内出现横向裂纹，柱形钢锭模1上口没有设置帽口拉断线，帽口采用悬吊的方式固定在钢锭模上口，此种设置形式只需要调整帽口悬挂的高度，即可实现不同重量的钢锭浇铸。
35.且，在柱形钢锭模1底部设置的两个轴对称的钢水注入孔3，注入孔上口直径122
±
2mm，下口直径145
±
2mm，钢水可以同时从两个注入孔注入，双孔同时注入，可以使浇铸好的钢锭内部组织更加均匀、致密。
36.实施例4：
37.通过上述实施例3所得的柱形钢锭模1进行浇铸：
38.①
将模内清理干净，整个浇铸系统烘烤至温度70-90℃，在模底铺一层保护渣，保护渣加入量为浇铸钢锭重量的0.1％-0.2％；
39.②
浇铸钢水的过热度控制在80-120℃，经过精炼的钢水，成分、温度合格之后吊运至浇铸工位开始浇铸，钢水从流钢系统中流入钢锭模底部注入孔，钢水同时从两个注入孔流入，模内钢水上升速度控制在不高于0.2m/min，上升速度过快，会造成钢锭外表面急冷层偏薄，浇铸好的钢锭在模内冷却过程中，偏薄的急冷层会因冷却收缩而产生纵向裂纹；此外上升速度过快，会造成莫来石质套管开裂；钢水注满钢锭模后，在帽口处加入发热剂和保温覆盖剂。
40.③
浇铸好的钢锭等待一定时间后，可进行脱模操作，脱出钢锭中心棒的莫来石套管会粘结在钢锭上，可通过简单的破碎操作将其取出；
41.④
内孔残余的套管清理干净之后，用内孔打磨机将内孔打磨光滑，切除钢锭帽口，即可直接用于热穿孔生产。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。