CN110756587B - 一种采用离心铸造制备金属板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶炼领域，尤其涉及一种采用离心铸造制备金属板的方法。包括如下步骤：模具预热，挂隔热涂料，控制待浇铸金属液成分及过热度，模具转速达标时进行浇铸，离心机转速为零时，自然冷却，取出管坯，加热炉加热管坯并粗轧，管坯切边，精轧。本发明采用离心铸造技术有助于液体金属中气体和夹杂物的排除，可获得纯度高、等轴晶率高的金属材料，彻底解决连铸坯及铸锭方式生产金属板的所遗留的缺陷问题，可以制备性能优异的金属板，同时简单易行，可以节约材料消耗，减少加工时间和加工成本。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域，尤其涉及一种采用离心铸造制备金属板的方法。
背景技术
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液作离心运动充满铸型和形成铸件的技术和方法。离心运动使液体金属在径向能很好地充满铸型并形成铸件的自由表面，有助于液体金属中气体和夹杂物的排出，影响金属的结晶过程，从而改善铸件机械性能和物理性能。离心铸造具有应用广泛、廉价、高效的特点，解决了无缝钢管不能生产厚壁钢管的问题，对比其它铸造工艺方法，不用砂芯即可铸出中空筒型及不同直径、壁厚和长度的铸钢管，具有生产效率高、成本低的优点。离心铸造的钢管广泛应用于各种设备制造，可降低设备的成本，如冶金行业的出钢机、推钢机、装钢机等传动系统的辊道等。
目前生产金属板的方法主要有如下两种：一种是通过连铸机制备连铸坯，然后通过轧机对连铸坯进行轧制制备合格金属板；另一种方法是通过模铸工艺铸造金属锭，然后通过轧制对金属锭进行轧制制备金属板。上述技术中无论是连铸还是模铸的铸坯都不可避免的存在如：铸坯成分偏析、铸坯夹杂物超标等缺陷，这些缺陷在轧制过程中无法消除，导致金属板性能不稳定，质量达不到要求。
采用离心铸造技术有助于液体金属中气体和夹杂物的排除，可获得纯度高、等轴晶率高的金属材料，但离心铸造主要应用于制备管类产品，制备金属板技术还有待于开发。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种采用离心铸造制备金属板的方法。采用此方法可以制备出性能优异的金属板，彻底消除因连铸或铸锭工艺所带来的成分偏析，等轴晶率低和夹杂含量高所引起的金属板性能较差的问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种采用离心铸造制备金属板的方法，具体包括如下步骤：
(1)将模具预热至600-800℃。
(2)挂隔热涂料，把树脂覆膜砂沿转动的管模倒入，将树脂覆膜砂均匀地挂在管模工作表面上5-8mm。
(3)将待浇铸金属液成分控制在要求范围内，并将金属液过热度控制在30-120℃之间。
(4)模具转速达到600-1000转每分时进行浇铸，将金属液通过流槽浇注到模具内，可以浇注一种金属液，也可以浇注2种或2种以上的金属液，制备复合金属板。浇注过程模具内通入氩气保护防止金属表面氧化。金属液浇注结束后向管坯内壁添加隔离剂。离心铸造过程可以对模具实施水冷。
(5)离心机的转速为零时，再自然冷却1000-400℃时，拆卸摸具，取出管坯。
(6)根据轧机咬入情况对管坯进行处理，对于管坯外径大于等于250mm的铸件，采用压力机将管坯压扁至轧机能咬入为止，对于管径小于250mm的管坯，无需处理可直接进行轧制。
(7)加热炉加热管坯，加热温度700-1300℃，通过轧机对管坯进行粗轧，直至管坯被平整为止。
(8)对被轧平整的管坯进行切边，两边切除量根据管坯厚度确定，确保切边后两层钢板没有金属连接。由于两块钢板内部存在一定量的隔离剂，可将两块钢板分离。
(9)将分离后的钢板进行精轧，精轧前根据实际需要可进行加热或不加热处理，最终获得性能优异的钢板。
与现有方法相比，本发明的有益效果是：
本发明采用离心铸造技术有助于液体金属中气体和夹杂物的排除，可获得纯度高、等轴晶率高的金属材料，彻底解决连铸坯及铸锭方式生产金属板的所遗留的缺陷问题，可以制备性能优异的金属板，同时简单易行，可以节约材料消耗，减少加工时间和加工成本。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
一种采用离心铸造制备金属板的方法，具体包括如下步骤：
(1)将模具预热至600-800℃；
(2)挂隔热涂料，把树脂覆膜砂沿转动的管模倒入，将树脂覆膜砂均匀地挂在管模工作表面上5-8mm。
(3)将待浇铸金属液成分控制在要求范围内，并将金属液过热度控制在30-120℃之间。
(4)模具转速达到600-1000转每分时进行浇铸，将金属液通过流槽浇注到模具内，可以浇注一种金属液，也可以浇注2种或2种以上的金属液，制备复合金属板。浇注过程模具内通入氩气保护防止金属表面氧化。金属液浇注结束后向管坯内壁添加隔离剂。离心铸造过程可以对模具实施水冷。
(5)离心机的转速为零时，再自然冷却1000-400℃时，拆卸摸具，取出管坯。
(6)根据轧机咬入情况对管坯进行处理，对于管坯外径大于等于250mm的铸件，采用压力机将管坯压扁至轧机能咬入为止，对于管径小于250mm的管坯，无需处理可直接进行轧制。
(7)加热炉加热管坯，加热温度700-1300℃，通过轧机对管坯进行粗轧，直至管坯被平整为止。
(8)对被轧平整的管坯进行切边，两边切除量根据管坯厚度确定，确保切边后两层钢板没有金属连接。由于两块钢板内部存在一定量的隔离剂，可将两块钢板分离。
(9)将分离后的钢板进行精轧，精轧前根据实际需要可进行加热或不加热处理，最终获得性能优异的钢板。
以下列举2个实施例对本发明具体实施方式的具体说明，具体内容如下所示：
实施例1：
制备低碳钢板：
钢液目标化学成分为：各元素重量百分比为：C＝0.09％、Si＝0.20％、Mn＝0.30％、S＝0.020％、P＝0.020％，其于为Fe和少量杂质元素；
(1)将模具预热至650℃；
(2)挂隔热涂料，把树脂覆膜砂沿转动的管模倒入，将树脂覆膜砂均匀地挂在管模工作表面上7mm。
(3)将待浇铸钢液成分控制在要求范围内，并将钢液过热度控制在110℃。
(4)模具转速达到800转每分时进行浇铸，将钢液通过流槽浇注到模具内。浇注过程模具内通入氩气保护防止钢液表面氧化。浇注过程对模具喷水冷却。金属液浇注结束后向管坯内壁添加隔离剂。
(5)离心机的转速为零时，再自然冷却910℃时，拆卸摸具，取出管坯。
(6)管坯外径为500mm，壁厚为50mm，采用压力机将管坯压扁，压制厚度为150mm，此时轧机能够咬入。
(7)加热炉加热管坯，加热温度1200℃，通过轧机对管坯进行粗轧，直至管坯被平整为止。
(8)对被轧平整的管坯进行切边，两边切除量为60mm，切边后两层钢板没有金属连接，将两块钢板分离。
(9)将分离后的钢板进行精轧，精轧前加热至1150℃，最终获得性能优异的钢板。
2实施例2：
制备低碳钢+不锈钢复合板：
低碳钢目标化学成分为：各元素重量百分比为：C＝0.12％、Si＝0.34％、Mn＝0.85％、S＝0.004％、P＝0.006％，其于为Fe和少量杂质元素。
不锈钢目标化学成分为：各元素重量百分比为：C＝0.06％、Si＝0.35％、Mn＝1.1％、S＝0.010％、P＝0.020％、Cr＝18.5％、Ni＝8.5％，其于为Fe和少量杂质元素。
(1)将模具预热至700℃。
(2)挂隔热涂料，把树脂覆膜砂沿转动的管模倒入，将树脂覆膜砂均匀地挂在管模工作表面上5mm。
(3)将待浇铸钢液成分控制在要求范围内，并将低碳钢过热度控制在100℃，不锈钢过热度控制在50℃。
(4)模具转速达到900转每分时进行浇铸，先将低碳钢液通过流槽浇注到模具内。浇注过程模具内通入氩气保护防止金属表面氧化。低碳钢浇注结束后再浇注不锈钢，同时继续通入氩气保护。金属液浇注结束后向管坯内壁添加隔离剂。
(5)离心机的转速为零时，再自然冷却500℃时，拆卸摸具，取出管坯。
(6)管坯外径为200mm，壁厚为40mm，由于轧机可以直接咬入，因此无需采用压力机将管坯压扁。
(7)加热炉加热管坯，加热温度1100℃，通过轧机对管坯进行粗轧，直至管坯被平整为止。
(8)对被轧平整的管坯进行切边，两边切除量为45mm，切边后两层钢板没有金属连接，将两块钢板分离。
(9)将分离后的钢板进行精轧，精轧前加热至1100℃，最终获得性能优异的复合钢板。
本发明采用离心铸造技术有助于液体金属中气体和夹杂物的排除，可获得纯度高、等轴晶率高的金属材料，彻底解决连铸坯及铸锭方式生产金属板的所遗留的缺陷问题，可以制备性能优异的金属板，同时简单易行，可以节约材料消耗，减少加工时间和加工成本。
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。
Claims (1)
1.一种采用离心铸造制备金属板的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1）模具预热；模具预热温度为600~800℃；
2）挂隔热涂料，将隔热涂料均匀地挂在管模工作表面上；所述隔热涂料为树脂覆膜砂，将树脂覆膜砂沿转动的管模倒入，树脂覆膜砂均匀地挂在管模工作表面上的厚度为5~8mm；
3）将待浇铸金属液成分控制在要求范围内，金属液过热度控制在30℃~120℃；
4）模具转速达标时进行浇铸，将金属液浇注到模具内，浇注过程中模具内通入保护气体，防止金属表面氧化，金属液浇注结束后向管坯内壁添加隔离剂；模具转速达标为600~1000转每分钟，金属液浇注时浇注一种金属液，或2种以上的金属液；
5）离心机的转速为零时，再自然冷却，自然冷却温度为1000~400℃，拆卸模具，取出管坯；
6）根据轧机咬入情况对管坯进行处理，对于管坯外径大于等于250mm的铸件，采用压力机将管坯压扁至轧机能咬入为止，对于管坯外径小于250mm的管坯，无需处理可直接进行轧制；
7）加热管坯，加热温度为700℃~1300℃，对管坯进行粗轧，直至管坯被平整为止；
8）对被轧平整的管坯进行切边，两边切除量根据管坯厚度确定，确保切边后两层钢板没有金属连接，将两块钢板分离；
9）将分离后的钢板进行精轧，制得成品。
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