[发明专利]一种圆坯非晶合金母材的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶合金母材圆坯的生产方法，属于铸造领域。

背景技术

非晶变压器由于自身损耗低的优点，在节能减排的大趋势下应用日益广泛。铁基非晶合金带材是制造非晶变压器不可缺少的基本材料，用于生产新一代节能变压器的铁芯，其被称为绿色低碳环保材料，是国家“十二五”期间重点支持发展的新材料之一。

非晶合金母材用于制备非晶合金带材，目前在国内非晶合金带材的生产企业中，其中规模较大的企业，他们生产的合金母材为自己所用，不对外出售。限于生产装备水平和合金母材的生产条件，非晶合金母材的质量及稳定性存在问题，生产效率较低。一些非晶合金条带的中小型企业，其生产所需的母合金多是自己生产，对外销售较少，由于其生产规模小，质量稳定性较差。目前非晶合金母材的生产工艺多为中频炉冶炼-浇铸钢锭模-冷却后脱模，使得母材的形状不规则，生产效率低；由于冶炼的母合金每一炉的容量较小，造成炉与炉之间性能有差别，夹杂物不稳定，造成母材的质量不稳定。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种圆坯非晶合金母材的生产方法，通过使用大容量中频炉冶炼，采用水平连铸工艺进行拉铸，使得母材坯外形规则，并通过工艺调整，使夹杂物少；生产的母材质量稳定，生产效率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种圆坯非晶合金母材的生产方法，所述圆坯非晶合金母材的配比：工业纯铁78.50％，硼铁17.25％，金属硅4.25％，质量分数；其生产方法为采用氩气保护环境下进行中频炉熔炼，包括如下步骤：

(1)待工业纯铁完全熔化后，炉口加罩吹氩气保护。

(2)测量钢液温度，达1550℃以上时，通过炉口罩中间的小孔加入合金材料。硼铁、金属硅同时分批加入，要少加、勤加，确保加入的材料能快速熔化，以减少硼和硅元素的烧损。熔化过程中加料小孔必须封盖，确保氩封效果。

(3)待各种材料完全熔化后，取样分析(光谱分析)，调整成分。

(4)测量钢液温度，温度达到1550℃时，炉内取分析试样，即可出钢到钢水包。

(5)钢水包包内加精炼渣(保护渣)，钢水进入钢包之前，先开通包底滑动水口透气塞的氩气，调整好压力，确保吹氩畅通。钢水静置降低温度到1420-1440℃时，浇注钢水到中间包中，开始水平连铸，拉铸温度为1300-1350度，拉铸的圆坯直径为80-120mm，拉坯速度为0.8-2.5米/分，切割长度为6米/根，分切长度为300-500mm/根。

作为本发明的进一步改进，所述中频炉的炉口加装密封盖，密封盖与炉口形成半密封状态，并通氩气保护冶炼的全过程；密封盖的顶部设加料口，方便熔炼过程的补加料和取样、测温等。

进一步地，本发明使用钢包底浇保护浇注，由于非晶合金母材对钢水的纯净度要求很高，采用钢水在钢包中采取底浇方式注入中间包，钢包下水口接长水口，吹氩密封，长水口采用机械手固定，开浇后长水口插入钢液面下。其作用：

1)钢包底浇，纯净的钢液进入中间包，精炼渣留在钢包内；

2)浇注中长水口套接在钢包下水口下，通氩气密封，避免钢液裸露在空气中，造成二次氧化；

3)开浇后长水口插入中包钢液面下，可以避免钢液二次氧化，同时，减少钢流冲击钢液面，避免将钢液卷渣进入结晶器。

进一步地，本发明在中间包中分区设计，即受钢区与浇注区分开，并在中间加设挡渣墙。作用是：

1)钢包内钢水注入中间包内时，浇注区与受钢区分开，可减轻对浇注区冲击作用，熔池相对稳定，减少夹杂或渣卷入结晶器；

2)钢水从钢包注入中间包时，会有部分精炼渣进入中间包，加设挡渣墙，阻挡精炼渣进入受钢区，保持受钢区钢水纯净度。

进一步地，在中间包采用中频感应加热技术，其作用：

1)中包加热功能，能避免浇注后期温降过大，造成低温冻水口事故，能有效减少铸机事故率；

2)能准确控制中包内钢水温度，可实现钢水低过热度浇注，有利于产品质量的提高；

3)中频加热过程中，对钢水产生搅拌作用，有利于夹杂物上浮，提高钢水纯净度。

进一步地，铸坯在线切割长定尺，离线压断成短定尺。

为便非晶合金母材的方便使用，对母材定尺较短，很难在线完成要求的短定尺。考虑到合金硬而脆、且火焰切割难的特性。采取在线使用火焰喷铁粉切割长定尺，长定尺铸坯经冷床冷却，再使用锯口机锯切口，通过液压压断成规定的长度。