本发明涉及一种不仅能够缩短钢锭结晶时间和提高生产效率，而且能够改善钢锭内部结晶组织，减轻低倍偏析，尤其是带状组织偏析而进行浇注的风冷钢锭模及其浇注工艺，在原有钢锭模的模壁内开设加工有导气孔，在原有钢锭模的外部开设加工有排气孔，每个排气孔对应一个导气孔，在原有钢锭模的底部开设加工有导气槽，所述原有钢锭模底部的导气槽连通所述钢锭模模壁内的导气孔，在钢锭模的底部侧面开设加工有与导气槽相连通的引气孔，所述引气孔通过连接装置与压缩空气装置相接通，实现压缩空气对钢锭结晶过程的影响，可以彻底解决自然结晶过程产生的后续加工无法克服的成分和组织偏析缺陷，达到提高模铸生产效率，改善结晶组织的目的。
1.一种风冷钢锭模的浇注工艺，其特征在于：在原有钢锭模的模壁内开设加工有若干个导气孔，在钢锭模的模壁外侧开设加工有若干个排气孔，每个排气孔对应一个导气孔，在原有钢锭模的底部开设加工有导气槽，所述钢锭模底部的导气槽连通所述钢锭模模壁内的导气孔，在钢锭模的底部侧面开设加工有与导气槽相连通的引气孔，所述引气孔通过连接装置与压缩空气装置相接通，实现压缩空气对钢锭结晶过程的影响；所述导气孔是在原有钢锭模的1/2壁厚处竖直方向钻出的通风孔，所述通风孔沿圆周均匀分布；所述在原有钢锭模的底部开设加工的导气槽为环状导气槽，所述环状导气槽连通所有导气孔；所述在钢锭模的底部侧面开设加工的与导气槽相连通的引气孔，开设在钢锭模底部侧面两个对应面上，引气孔包括引气孔一和引气孔二，在该两个对应面的底部开设有引气孔一和引气孔二，引气孔与环状导气槽连接，压缩空气装置通过两个连接装置分别与两个引气孔接通；所述导气孔的孔直径为≥Ф40mm，孔间距为150mm，孔的顶部距离钢锭模上沿100-150mm；将风冷钢锭模按正常模铸生产要求进行摆模准备，然后连接压缩空气装置备用，在风冷钢锭模开浇10min后开启压缩空气装置工作，即开始通入压缩空气，压缩空气的压力不低于8kg，压缩空气初始温度不大于25℃，供气压力在5分钟内从0逐步增加到最大值，在浇注结束后继续通入压缩空气，在距钢锭模提模前30min关闭压缩空气，关闭压缩空气后拆掉压缩空气装置的连接装置，为提模做好准备。
2.一种风冷钢锭模的浇注工艺，其特征在于：在钢锭模铸造时直接在钢锭模的模壁内埋入导气管，导气管的线管两端口分别为引气孔和排气孔，所述引气孔通过连接装置与压缩空气装置相接通，压缩空气直接通过引气孔干预钢锭的结晶过程；所述在钢锭模的模壁内埋入的导气管为螺旋状导气管；所述螺旋状导气管为提前在铸造砂型中埋入的直径为≥Ф40mm的螺旋线管，螺旋线管的两端口分别为引气孔和排气孔，钢锭模浇铸成型后，钢锭模
1/2壁厚处自下而上螺旋分布有一条直径≥Ф40mm的螺旋状导气孔，所述引气孔距离锭模钢液上升孔上沿≤50mm，排气孔距离钢锭模上沿以下100-150mm，压缩空气装置通过连接装置与引气孔接通；将风冷钢锭模按正常模铸生产要求进行摆模准备，然后连接压缩空气装置备用，在风冷钢锭模开浇10min后开启压缩空气装置工作，即开始通入压缩空气，压缩空气的压力不低于8kg，压缩空气初始温度不大于25℃，供气压力在5分钟内从0逐步增加到最大值，在浇注结束后继续通入压缩空气，在距钢锭模提模前30min关闭压缩空气，关闭压缩空气后拆掉压缩空气装置的连接装置，为提模做好准备。
一种风冷钢锭模及其浇注工艺
技术领域
[0001] 本发明属于模铸生产用钢锭风冷工艺设计技术领域，涉及一种不仅能够缩短钢锭结晶时间和提高生产效率，而且能够改善钢锭内部结晶组织，减轻低倍偏析，尤其是带状组织偏析而进行浇注的风冷钢锭模及其浇注工艺。
背景技术
[0002] 目前国内大多数钢厂钢锭生产均为自然冷却，但随着产品综合质量要求的不断提高，自然冷却所获得的钢锭结晶组织已无法满足后续生产的需要，人为干预自然过程是整个行业的发展趋势。同行业内开发试验了水冷钢锭生产装置，但因高温钢液对现场水冷操作的安全系数要求较高，水冷钢锭并未得到广泛的应用。基于以上对产品质量和操作安全的要求，设计开发专用的风冷钢锭生产装置，即在钢液浇注至锭模后，在锭模内通入压缩空气加强钢锭的冷却结晶，是急待解决的技术问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种可以彻底解决自然结晶过程产生的后续加工无法克服的成分和组织偏析缺陷的风冷钢锭模及其浇注工艺，以达到提高模铸生产效率，改善结晶组织的目的。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：
[0005] 一种风冷钢锭模，其特征在于：在原有钢锭模的模壁内开设加工有导气孔，在原有钢锭模的外部开设加工有排气孔，每个排气孔对应一个导气孔，在原有钢锭模的底部开设加工有导气槽，所述原有钢锭模底部的导气槽连通所述钢锭模模壁内的导气孔，在钢锭模的底部侧面开设加工有与导气槽相连通的引气孔，所述引气孔通过连接装置与压缩空气装置相接通，实现压缩空气对钢锭结晶过程的影响。
[0006] 所述导气孔是钻在原有钢锭模的1/2壁厚处竖直方向的通风孔，所述通风孔沿圆周均匀分布。
[0007] 所述导气孔的孔直径为≥Ф40mm，孔间距为150mm，孔的顶部距离钢锭模上沿100-150mm。
[0008] 所述在原有钢锭模的底部开设加工的导气槽为环状导气槽，所述环状导气槽连通所有导气孔。
[0009] 所述在钢锭模的底部侧面开设加工的与导气槽相连通的引气孔，开设在钢锭模两个对应面上，在该两个对应面的底部开设有引气孔一和引气孔二，引气孔与环状导气槽连接，压缩空气装置通过两个连接装置分别与两个引气孔接通。
[0010] 一种风冷钢锭模，其特征在于：在风冷钢锭模铸造时直接在风冷钢锭模的模壁内埋入导气管，导气管的线管两端口分别为引气孔和排气孔，所述引气孔通过连接装置与压缩空气装置相接通，压缩空气直接通过引气孔干预钢锭的结晶过程。
[0011] 所述在风冷钢锭模的模壁内埋入的导气管为螺旋状导气管。
[0012] 所述螺旋状导气管为提前在铸造砂型中埋入的直径为≥Ф40mm的螺旋线管，螺旋线管的两端口分别为引气孔和排气孔，风冷钢锭模浇铸成型后，钢锭模1/2壁厚处自下而上螺旋分布有一条直径≥Ф40mm的螺旋状导气孔。
[0013] 所述引气孔距离风冷钢锭模钢液上升孔上沿≤50mm，排气孔距离风冷钢锭模上沿100-150mm，压缩空气装置通过连接装置与引气孔接通。
[0014] 一种如所述的风冷钢锭模的浇注工艺，其特征在于：具体工艺如下：
[0015] 步骤1）、将风冷钢锭模按正常模铸生产要求进行摆模准备，然后按如上要求连接压缩空气装置备用，
[0016] 步骤2）、在风冷钢锭模开浇10min后开启压缩空气装置工作，即开始通入压缩空气，压缩空气的压力不低于8kg，压缩空气初始温度不大于25℃，供气压力在5分钟内从0逐步增加到最大值，在浇注结束后继续通入压缩空气，在距风冷钢锭模提模前30min关闭压缩空气，
[0017] 步骤3）、关闭压缩空气后拆掉压缩空气装置的连接装置，为提模做好准备。
[0018] 本发明具有如下积极效果：
[0019] 目前国内大多数钢厂的钢锭生产均为自然冷却，但随着产品综合质量要求的不断提高，自然冷却所获得的钢锭结晶组织已无法满足后续生产的需要，人为干预自然过程是整个行业的发展趋势，以彻底解决自然结晶过程产生的、后续加工无法克服的成分和组织偏析缺陷。
[0020] 本发明选用钢锭风冷工艺设计来实现人为干预结晶的效果，本发明一是在原有钢锭模基础上进行改造设计，增加引气孔、导气槽和导气孔，并通过连接装置实现压缩空气对钢锭结晶过程的影响；二是在钢锭模铸造时直接埋入导气管，同时预留引气孔，压缩空气可直接通过引气孔干预钢锭的结晶过程；三是通过风冷工艺的设计及应用实施，实现提高模铸生产效率、改善结晶组织的目的。
[0021] 因此本发明不仅能够缩短钢锭结晶时间和提高生产效率，而且能够改善钢锭内部结晶组织，减轻低倍偏析尤其是带状组织偏析。
附图说明
[0022] 图1为本发明在现有钢锭模基础上进行设计改造后的结构示意图。
[0023] 图2为本发明在现有钢锭模基础上进行设计改造后的结构俯视图。
[0024] 图3为本发明在钢锭模铸造时直接在钢锭模的模壁内埋入导气管的结构示意图。
[0025] 图4为本发明与压缩空气装置相接通的连接装置的结构示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明进一步说明其实施方式。
[0027] 实施例1：如图1、2所示，本发明公开了一种风冷钢锭模，在原有钢锭模的模壁内开设加工有导气孔1，在钢锭模的外部开设加工有排气孔2，每个排气孔2对应一个导气孔1，在原有钢锭模的底部开设加工有导气槽3，所述钢锭模底部的导气槽3连通所述钢锭模模壁内的导气孔1，在钢锭模的底部侧面开设加工有与导气槽3相连通的引气孔4，所述引气孔4通过连接装置7与压缩空气装置相接通，实现压缩空气对钢锭结晶过程的影响。
[0028] 本发明在现有钢锭模基础上进行设计改造，即在锭模的1/2壁厚处钻≥Ф40mm通风孔，通风孔沿圆周均匀分布，孔间距150mm， 个数可根据不同锭型的钢锭模尺寸设计，具体见图1、2，所述导气孔1是钻在原有钢锭模的1/2壁厚处竖直方向的通风孔，所述通风孔沿圆周均匀分布。所述导气孔1的孔直径为≥Ф40mm，孔间距为150mm，孔的顶部距离钢锭模上沿100-150mm。
[0029] 所述在原有钢锭模的底部开设加工的导气槽3为环状导气槽，所述环状导气槽连通所有导气孔1。
[0030] 所述在钢锭模的底部侧面开设加工的与导气槽3相连通的引气孔4，开设在钢锭模两个对应面上，在该两个对应面的底部开设有引气孔一5和引气孔二6，引气孔4与环状导气槽连接，压缩空气装置通过两个连接装置7分别与两个引气孔5、6接通。所述连接装置7是一种压缩空气管，该管安装在支座8上，支座8的大小根据钢锭模的实际尺寸设计。该压缩空气管联通钢锭模的底部侧面开设加工的引气孔4和压缩空气装置，压缩空气装置是空气压缩机。钢锭风冷用压缩空气通过连接装置进入钢锭模进行循环冷却，连接装置见图4。
[0031] 风冷用钢锭模的准备：
[0032] 按如上图1所示，根据钢锭模实际尺寸情况，在钢锭模的1/2壁厚处，从底部开始钻孔，孔径≥Ф40mm，孔间距控制在150mm，孔按圆周均匀分布，孔的顶部距钢锭模上沿100-150mm，从钢锭模外部钻排气孔2，每个排气孔2对应一个导气孔1。按图1、2所示，在钢锭模底部车环状导气槽，导气槽3将所有导气孔1连通，选择钢锭模任意两个对应面，在底部车引气孔一5和引气孔二6，引气孔4与导气槽3连接，压缩空气通过两个如图4的连接装置与引气孔
4连接。
[0033] 一种上述的风冷钢锭模的浇注工艺，具体工艺如下：
[0034] 步骤1）、将风冷钢锭模按正常模铸生产要求进行摆模准备，然后按如上要求连接压缩空气装置备用，
[0035] 步骤2）、在风冷钢锭模开浇10min后开启压缩空气装置工作，即开始通入压缩空气，压缩空气的压力不低于8kg，压缩空气初始温度不大于25℃，供气压力在5分钟内从0逐步增加到最大值，在浇注结束后继续通入压缩空气，在距钢锭模提模前30min关闭压缩空气，
[0036] 步骤3）、关闭压缩空气后拆掉压缩空气装置的连接装置，为提模做好准备。
[0037] 实施例2：如图3所示，一种风冷钢锭模，在钢锭模铸造时直接在钢锭模的模壁内埋入导气管，导气管的线管两端口分别为引气孔和排气孔，所述引气孔通过连接装置与压缩空气装置相接通，压缩空气直接通过引气孔干预钢锭的结晶过程。在铸造钢锭模时，提前在铸造砂型中埋入直径为≥Ф40mm的线管，锭模浇铸成型后，钢锭模壁厚内自下而上螺旋分布一条直径≥Ф40mm的通孔，具体见图3。
[0038] 所述在钢锭模的模壁内埋入的导气管为螺旋状导气管。所述螺旋状导气管为提前在铸造砂型中埋入的直径为≥Ф40mm的螺旋线管，螺旋线管的两端口分别为引气孔和排气孔，钢锭模浇铸成型后，钢锭模1/2壁厚处自下而上螺旋分布有一条直径≥Ф40mm的螺旋状导气孔。
[0039] 所述引气孔距离锭模钢液上升孔上沿≤50mm，排气孔距离钢锭模上沿100-150mm，压缩空气装置通过连接装置与引气孔接通。
[0040] 风冷钢锭应用工艺：风冷钢锭模按正常模铸生产要求进行摆模准备，然后按如上要求连接压缩空气备用，在钢锭开浇10min后即开始通入压缩空气，压缩空气的压力不低于8kg（即≥800KPa），压缩空气初始温度不大于25℃，供气压力在5分钟内从0逐步增加到最大值，在浇注结束后继续通入压缩空气，在距钢锭提模前30min关闭压缩空气，根据锭型大小，采用风冷后钢锭的脱模时间比原工艺提前完成10-30分钟，因此，关闭压缩空气的时间按此累加计算。关闭压缩空气后拆掉图4的压缩空气连接装置，为提模做好准备。
