空心钢锭制造技术在一重的发展概况及应用前景
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() 2 在芯 子冷 却 强度 较低 时 , 偏 析 容 易在 A
靠近钢锭 内表 面处开 始形成 , 钢锭凝 固 中心亦可 能离 钢锭 内表 面过近 , 钢锭 经 下序 加 工 ( 在 如锻 造、 机加等 ) 容易暴露 于 产品工作 表面 , 后 影响产
品质量 。 为 解 决 上 述 问 题 . 外 曾 研 究 开 发 出 多 种 形 国
空心 钢锭及 产品的应 用情况 。
表 1 日本 川 崎 制铁 所 生 产 空心 钢 锭情 况
压力 容 器 核 电压 力 壳 水 轮 机 大轴 不 锈 钢壳 体
( ) 型 钢 锭 试验 是 指 6 t 心钢 锭 的 试 2大 5空 验。 该试验 于 19 年 完成 , 99 目的是对大 型空心钢 锭的试 制方 案及其产 品质量进 行验证 , 为下一步 的大 型、 高等级 空心钢锭 及其 产品的应用提 供依
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20 0 2年 第 2 ( 9 期 总 6期 )
★ ★u
综
述
空心 钢锭 制 造技 术在 一重 的 发 展 概况 及应 用 前景
陈玉明 宋雷钧 赵 长春 王 欢 韩 学三
( 国 第 一重 型 机 械 集 团公 司 . 龙 江 1 14 ) 中 黑 6 0 2
明显提高 。
2 空心钢 锭的制造 技 术 空心 钢锭 的制 造过 程为 : 传统 的实心钢 锭 在 基础上 , 过在钢 锭 中心设置 型芯使 其在浇 注过 通 程中形成 中空 , 通过 向型芯或钢 锭 内表 面通入 冷
却介质实 施强制冷 却 , 控制钢锭 内壁 冷却速度 和
钢 锭 的凝 固 中 心 位置 , 终 获得 筒 形 的 中空 钢 最
9
图 l 双 层套简 结构示 意 图
1 一芯 子
、 ~
2 一冷 却 介 质
5 外筒 一
3 一绝 热 材 料
6 一耐 火材 料
钢渣
7 内 ~
8 - 却介 质 -冷
9 一锭 模
1 一底 盘 0
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大 型铸 锻 件
3 空心钢 锭在 国 内外 的研究概 况
摘 要 重 点 介 绍 了空 心 钢 锭 的特 点 、 键 技 术 、 内外 发 展 状 况 及 其 技术 在 一 重 的 应 用 发 展 过 程 和 关 国
推 广前 景 。
关键词
空 心 钢锭
锭模
芯 子
1 前言 随着核 电 、 石化 以及水轮 机大轴 等产 品不断 向高 质量 、 型化方 向的发展 , 型 、 大 大 高质 量空心 锻件 的需求量也 在不 断增加 。 在加氢 、 电站 、 电 核 等产 品市场竞 争 日益激 烈 的情 况 下 , 提质 降耗 的 要 求更 为迫 切 , 心 钢 锭 的 优 势 也显 得 更 加 突 空
4月 合格 发 往 用 户 。
代 以后 已经 能批量 生产 。 日本川崎制 铁所截 止到
18 9 5年 已生 产 空 心 钢 锭 2 4支 , 大 锭 重 达 3 最 3 , 1t 不仅 可 以满 足 日本 国 内的需 求 , 向 国外 5 还 输 出压 力容器 产品和 空心钢锭 。 1 川崎 生产 表 是
19 9 9年 8月合格发往 用户 。 () 3 大型高 等级 钢锭试 验是指 、 技术较 为 成 熟 的 国家 之 一 , 产 品 已扩 展 到 石 油化 工 容 其 器、 水轮机大 轴 、 电压 力壳 等 。 2是法 国克雷 核 表 苏一 罗阿公 司空心 钢锭的 生产情 况 。
() 1 中间试验是 指 3 O吨级 空 心钢锭的试验 。
该试验 于 19 9 7年完 成 , 目的是 摸 索大 型 空 心钢
锭 的试 验参 数 , 6 为 O吨级 空心钢 锭 的研 制提 供 技术 依据 。 试验 所生产 的一支 3 t 0 空心钢锭成 功 地 用 于“ 主模 ” 品的 生产 , 产 该产 品 已于 1 9 9 8年
锭。
空 心钢 锭制 造技 术 的关 键 是钢 锭 内孔 的制 造。 在空心 钢锭形 成过 程 中, 易 出现 两种缺 陷 : 容 ( ) 锭 内表 面 在冷 凝收 缩 时 , 1钢 由于受 到 来
自中心芯 子 的抵 抗而 形成 应 力 , 易出现 裂 纹 , 容 影响钢锭 表面 质量甚 至报废 。
出, 并将成 为 当前锻件 制造行 业炼钢 工程技 术人 员的研 究热点 。
式的空 心钢锭制造 方案 , 较为理 想的是 日本 川崎 制铁所开 发的 , 一种 由内外 套筒 和特 殊耐 火材 料 组成的双 层套筒型芯 结构形 式 ( 见图 1 。 ) 如 图 l所示 , 钢锭模 和芯 子所形成 的环状 在 空腔中 , 通过 下注法 注入钢 水 。 芯子 由内 、 外套筒
和特 殊耐火 材料组成 , 内层 套筒用 于支承 和 固定
型 芯 , 压 缩 空 气 强 制 冷 却 . 筒 用 以 防 止 钢 用 夕套
水与耐火 材料接 触 ; 内外套 筒之 间用特殊 耐火材
料 填充 。通 过调整冷 却气体 流量 , 改变芯 子冷却 强度, 以控制 钢锭 内层 的冷 却速 度 , 钢锭 最终 使 凝 固位置 处于钢锭壁 厚的 中心 附近 。 这样 不仅能 使钢 锭的凝 固时间大 为缩短 , 而且钢 锭质 量也将
据 。该 试 验 成 功 地 生 产 出 一 支 6 t 心 钢 锭 , 5空 并 将 其 用 于 电 厂 “ 轭 圈 ” 品 的 生 产 , 已 于 磁 产 并
锭 重 t 支 数 锭重 t 支 数 锭重 t 支 数 锭 重 t 支 数
23~ 2 198 70~ 31 21 35 5 2 4~ 99 7 33~ 60 8
3 1 国外 概 况 .
3 2 1 研制过 程 . .
一
重 对空心钢 锭制造 技术 的研究过 程 , 可分
为中间试验 、 型钢 锭试验 和大 型高 等级钢 锭试 大
验 三个阶 段 。
近 2 年 来世 界主要工 业发达 国家在 空心钢 O 锭研 制方面发 展迅速 。 世纪 7 年 代后期 , 上 O 日本 率 先开 始 了 空心 钢锭 的研 制和 开发 , 入 8 进 O年