[发明专利]Φ1000mm-Φ2000mm大型圆坯的立式半连续生产装置及其生产工序

说明书

本发明φ1000mm‑φ2000mm大型圆坯的立式半连续生产装置及其生产工序涉及钢铁冶金铸造技术领域，尤其涉及一种直径在φ1000mm‑φ2000mm,长度范围在5m‑15m的大型圆坯的立式半连续制造装置及其生产方法。本发明管道式感应加热钢包底座为浇注系统的辅助系统；浇注系统、冷却系统和铸坯升降系统上下依次设置；分体式电磁搅拌系统和铸坯温度控制系统作为铸坯质量的控制系统围绕着圆坯设置；出坯系统、输送铸坯滑道和铸坯缓冷系统依次置于生产装置一侧。本发明的技术方案解决了现有技术中的生产率低；能耗高；占地和投资大；不适合定制化生产；芯部质量难以控制，易出现宏观偏析、疏松和缩孔等问题；质量控制难以实现等问题。

技术领域

本发明Φ1000mm- Φ2000mm大型圆坯的立式半连续生产装置及其生产工序涉及钢铁冶金铸造技术领域，尤其涉及一种直径在Φ1000mm- Φ2000mm,长度范围在5m-15m的大型圆坯的立式半连续制造装置及其生产方法。

背景技术

随着核电、风电、水电和钢铁行业的快速发展以及装备大型化的发展趋势，市场对高质量大型铸件的需求越来越大，其中由高品质特殊钢制成的、Φ1000mm- Φ2000mm大型轴类铸件是市场需求较多的一类产品，被广泛应用在大型支承辊、风机轴、核电和水电发电机组转子、船舶主轴、轴承等领域。同时，下游行业还迫切要求降低整机的制造成本，这就需要上游行业在保证铸锭供货质量的基础上进一步优化生产流程、降低材料和能源消耗、缩短加工周期。

Φ1000mm- Φ2000mm大型圆坯的特点是单重和断面大、凝固时间长、材料多为高合金品种钢、内部质量和纯净度要求高、且多以单批次小批量的定制化生产模式。此类大型圆坯的铸造质量极难控制：首先，凝固时间的延长会导致严重的偏析问题；其次，高合金含量会造成液芯较宽的液固两相区，生成发达的树枝晶会影响钢水的流动性，芯部易缺陷；最后，由于铸坯的断面尺寸较大，冷却的不均匀收缩易发生开裂。

目前，为生产此类高致密度、高洁净性、高均匀性、低缺陷率的大规格圆轴类铸坯，实践中多采用电渣熔铸方法[1]、模铸件锻造方法[2]、连铸方法[3]、将电渣与连铸相结合的方法[4]。除模铸件锻造方法外，其它技术通常都会配置电磁搅拌器以控制芯部的质量，但是电磁搅拌器的配置方案和使用方法都有较大区别。目前，国内已经申请的专利对以上方法都有所覆盖，但针对圆坯的尺寸规格和目标产品有所差别，技术的适用性和经济性也有很大差别。具体技术特点如下：

[1]CN101480715A一种带有外加电磁搅拌的电渣熔铸装置及方法【电渣熔铸方法】

一种带有外加电磁搅拌的电渣熔铸装置及方法，属于特殊钢电渣冶金技术领域，包括结晶器、结晶器水套和电磁搅拌器，结晶器外壁套有一个环形磁铁，环形磁铁位于结晶器的中上部，环形磁铁的铁芯上绕有线圈，在环形电磁铁周围设有电磁搅拌器水套，电磁搅拌器水套与结晶器水套连通；熔化的自耗电极形成钢液滴进入渣层，在外加旋转电磁场作用下，钢液滴在渣层中呈现螺旋线方式下落，进入钢锭液池中，钢锭液池不断上升也进入电磁搅拌器的有效磁场作用区，此时钢液中电流与旋转磁场作用产生电磁力驱动钢液旋转

[2]CN102172766A核电转子等大型轴类零件的锻造工艺【模铸件锻造方法】

本发明公开了一种能够有效解决超大规格高等级转子锻造问题的核电转子等大型轴类零件的锻造工艺。该工艺具体包括以下步骤：1)采用WHF法将钢锭拔长为扁方；2)对该扁方进行立料镦粗；3)采用WHF法将镦粗后的钢坯再次拔长为扁方；4)对该扁方进行四面中心压实；

[3]CN108436046A一种超大规格圆坯的立式连铸生产设备及方法【连铸方法】：