專利名稱：鑄件,垂直鑄造法和垂直鑄造設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有預定長度的鑄件，垂直鑄造方法和可以澆鑄該鑄件的垂直鑄造設備。鑄件的獲得是通過垂直拉出已經在鑄模中冷卻并只是表面部分凝固了(或在表面形成殼層)的鑄件的方式來實現。
由于垂直鑄造法在多個方面優于鑄錠法，比如節省能量和能源消耗。已經進行了很多的實驗來澆鑄特別是具有大截面的普通種類的包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鑄件，并確保鑄件具有更加恒定的凝固。然而，通過垂直鑄造法形成的鋼鑄件會產生多種內部缺陷，比如心部氣孔和心部偏析或V形偏析，因此降低了鑄件的質量和產量。另外，傳統的垂直鑄造法還會出現鑄件頂部縮孔等內部缺陷。換句話，傳統的垂直鑄造法不能生產出完全滿足對質量有嚴格要求的包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鑄件。
為了更好地解決這些問題和實現上述目的，根據本發明的一個方面，提出了一種具有預定長度的鑄件，可通過向開口向上及向下的鑄模倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液進行澆鑄，然后從所述鑄模的底部垂直拉出所述鑄件，所述鑄件具有所要求的截面形狀并在表面上形成殼層，其特征在于，至少兩個相對的側面具有錐度，兩個相對側面的尺寸從頂部朝所述底部變小。
為了更好地解決這些問題和實現上述目的，根據本發明的另一個方面，提出一種澆鑄具有預定長度鑄件的垂直鑄造方法，通過向開口向上及向下的鑄模倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液，然后從所述鑄模的底部垂直拉出所述鑄件，所述鑄件具有所要求的截面形狀并在表面上形成殼層。
其中，在澆鑄所述鑄件時，通過使所述鑄模的至少兩個相對的可移動的鑄模件相對移動而離開，同時從所述鑄模的底部拉出所述鑄件，使鑄件的至少一對相對的側面具有錐度，其兩個側面的相對側面尺寸從頂部到底部逐漸變小。
為了更好地解決這些問題和實現上述目的，根據本發明的一個不同的方面，提出一種澆鑄包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鑄件的垂直鑄造設備，設備包括開口向上及向下的鑄模，其具有至少一對可移動的鑄模部件，所述鑄模可以通過移動裝置互相移近或移開，包括所述高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液可倒入所述鑄模。
升降工作臺，以可垂直移動的方式設置在所述鑄模的下面，用于支撐帶有表面上形成有殼層的所述鑄件的底部并可將所述鑄件的底部從所述鑄模的底部拉出；和升降機構，用于上下移動所述升降工作臺。
為了更好地解決這些問題和實現上述目的，根據本發明的一個不同的方面，提出一種澆鑄具有預定長度的鑄件的垂直澆鑄方法，通過向開口向上及向下的鑄模倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液，然后從所述鑄模的底部垂直拉出所述鑄件，所述鑄件具有所要求的截面形狀并在表面上形成殼層。
其中，在澆鑄所述鑄件時，鋼液倒入鑄模后，用頂蓋覆蓋所述鑄模的頂部，通過其內部的加熱腔在惰性氣體氣氛中用等離子或電弧加熱所述鑄模中的鋼液；在這種條件下，能夠保持所述鋼液的表面溫度在固相澆鑄溫度之上，因此抑制了澆鑄的所述鑄件內部缺陷的發生。
為了更好地解決這些問題和實現上述目的，根據本發明的又一個方面，提出一種通過澆鑄具有預定長度的鑄件的垂直澆鑄設備，通過向開口向上及向下的鑄模倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液，支撐帶有在表面上形成的殼層的所述鑄件的底部，然后通過升降工作臺從所述鑄模的底部垂直拉出所述鑄件的所述底部，所述升降工作臺設置在所述鑄模的下面并可通過升降裝置垂直上下移動，其包括頂蓋，能夠覆蓋所述鑄模的頂部，可將其內部形成的加熱腔置于惰性氣體氣氛中；和加熱裝置，可通過等離子或電弧加熱被所述頂蓋覆蓋的所述鑄模中的鋼液。
如圖2所示，鑄模12包括一對在鑄件厚度方向分開設置的固定的鑄模件28，28和一對可在兩個固定的鑄模件28，28之間滑動的并在鑄件26的寬度方向分開的可移動的鑄模件30，30。鋼液倒入這四個鑄模件28，28和30，30所形成的空間中。各可移動的鑄模件30連接到液壓缸(移動裝置)32的桿32a，液壓缸32設置在澆鑄臺14并利用液壓壓力或類似的作用力。當兩個液壓缸32，32沿前后方向同步推動時，一對可移動的鑄模件30，30相對移動接近或離開。如后面將介紹的那樣，當一對可移動的鑄模件30，30互相相對離開，同時將鑄件26從鑄模12的底部拉出時，從鑄模12中拉出的鑄件26的兩個寬度方向的側面(兩個相對的側面)帶有錐度，兩側面(兩個相對的側面)的寬度方向尺寸從頂部到底部變小(見圖3)。實際上，鑄件26的錐度在每米4到15毫米的范圍內(見圖4)。
如
圖1所示，可以從寬度方向的兩側夾持鑄件26的多個導輪44，44以可自由轉動的方式設置在鑄模12的正下方，其中的鑄件26已經在鑄模12中冷卻(第一冷卻)，其表面上形成有外殼層(外殼)。由于剛從鑄模12的底部拉出的鑄件26被導輪44，44從兩側夾持，這樣可防止出現膨臌。沿上下方向分開設置的多個噴嘴46設置在導輪44，44位置的下面，位于夾持鑄件26的兩個寬度方向并互相面對。當冷卻水(水)從各噴嘴46直接噴向鑄件26時，進行第二冷卻以加速鑄件26的凝固。應當注意到導輪44和噴嘴46設計成可以縮回到不干涉升降工作臺50的位置，這在后面會加以討論。所以，升降工作臺50可以在寬度方向上相對的導輪44，44和噴嘴46，46之間上下移動。
具有支撐鑄件26底部的引模端部48的升降工作臺50可垂直移動地設置在鑄模12的下面。滑輪52，52可轉動地設置在兩側，鑄件26通過滑輪得到固定。一端連接到適當的固定部分的鋼絲繩54圍繞兩個滑輪52，52纏繞，另一端連接到速度可調的卷揚機。升降工作臺50通過在兩個滑輪52，52之間伸展的鋼絲繩54而懸吊，并可通過升降裝置58上下移動，升降裝置58包括鋼絲繩54和卷揚機56。換句話，當卷揚機56以將鋼絲繩54卷起的方向轉動時，升降工作臺50通過鋼絲繩54向上移動；另一方面，當卷揚機56以將鋼絲繩54松開的方向轉動時，升降工作臺50通過鋼絲繩54向下移動。升降工作臺50的升降速度(澆鑄速度)在這種情況下設定在非常低的不大于0.2米/分的速度，因此抑制了鑄件26的內部缺陷，如心部氣孔和心部偏析或V形偏析的產生。第一實施例的操作現在給出根據第一實施例的垂直鑄造設備進行的垂直鑄造法的操作的介紹。卷揚機56以預定方向轉動向上移動升降工作臺50。當鑄模12的底部接近引模端部48時包括高合金鋼或工具鋼的特殊鋼的鋼液經過鋼水包12和中間罐18倒入鑄模12中，倒入鑄模12中的鋼液在鑄模12中進行第一冷卻，因此在鋼液的表面形成殼層。當卷揚機56以相反的方向轉動，以給定的澆鑄速度向下垂直移動升降工作臺50時，底部被引模端部48支撐的鑄件26從鑄模12的底部拉出。
剛從鑄模12拉出的鑄件26受到寬度方向兩側的導輪44，44的夾持，如圖1所示，因此防止了膨臌的發生。當冷卻水從噴嘴46，46噴射到鑄件26時，進行鑄件26的二次冷卻。
與升降工作臺50的向下移動同步，兩個可移動的鑄模件30，30在液壓缸32，32推動力的作用下相對移動離開，因此，使鑄件26的寬度方向兩側具有要求的錐度，兩側的寬度尺寸從頂部到底部變小(見圖3)。通過這種方式使鑄件26產生錐度并可以抑制鑄件26內部缺陷的發生，如心部氣孔和心部偏析或V形偏析。
看來鑄件26內部缺陷，如心部氣孔和心部偏析或V形偏析，似乎是受到鋼液的凝固前側角度的影響。即，當鑄件26的兩個寬度方向側面是直線時，相對鑄件內部鋼液凝固界面的中心線的角度θ(凝固前側角)很小，如圖5A所示。這樣促進了已經富集有碳硫磷或類似元素的鋼液的吸入，產生多種內部缺陷。另一方面，在鑄件26的寬度方向側面或厚度方向側面都有錐度的情況下，在凝固界面附近的上部的寬度變寬，使角度θ變大，如圖5B所示。這樣會減少已經富集有碳硫磷或類似元素的鋼液的吸入，使其可能完全地抑制內部缺陷的發生。凝固前側角θ可以通過觀察鑄件縱向截面的宏觀組織來決定。
通過垂直鑄造設備10澆鑄的鑄件26的兩個側面的寬度方向尺寸具有錐度，從頂部到底部變小，如圖3所示。該鑄件26具有優良的質量和很少的內部缺陷，比如心部氣孔、心部偏析或V形偏析。即，根據本發明第一實施例的垂直鑄造法可以滿足鋼種，如包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼，對質量的嚴格要求。在澆鑄鑄件26的頂部截面尺寸為厚度500毫米或更大、寬度500毫米或更大時，根據第一實施例的垂直鑄造法尤其有效。
雖然前面介紹的第一實施例已經給出了鑄件具有錐度等條件，但是同樣可以應用于錐度和非常低澆鑄速度的組合。將澆鑄速度設定在0.2米/分或更低可進一步增加凝固前側角θ，減少已經富集有碳硫磷或類似元素的鋼液的吸入。這進一步抑制了鑄件26的內部缺陷的發生，如心部氣孔和心部偏析或V形偏析。
對于鑄件26的錐度，盡管在第一實施例中只有在鑄件寬度方向上相對的一對側面形成錐度，但也可以只是在厚度方向有一對側面形成錐度或所有四個側面都形成錐度。即，至少一對相對的側面應當形成錐度。
另外，移動鑄模的可移動的鑄模件的移動裝置并不限于液壓缸，而是可以采用各種不同的機構，比如由馬達帶動的球螺紋，螺紋和齒條齒輪。雖然第一實施例中提到鋼絲繩和卷揚機組合成的單元作為了升降工作臺的提升機構。也可以采用各種不同的裝置，比如液壓缸或馬達與球螺紋的組合。示例1在使用包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼作為材料澆鑄頂部厚度為600毫米、寬度為750毫米的鑄件的情況下，圖6中顯示了測得的碳心部偏析和凝固前側角θ的結果，沒有錐度且澆鑄速度(Vc)是變化的情況用●表示。給定錐度且澆鑄速度(Vc)是變化的情況用▲表示。鑄件的錐度為4毫米/米。
如圖6所示，確定了使鑄件形成錐度可抑制碳偏析。還確定了即使在沒有錐度的情況下，將澆鑄速度設定的慢些能夠抑制鑄件心部碳偏析和可以增加凝固前側角θ。顯示出形成錐度加上降低澆鑄速度能夠抑制鑄件心部碳偏析和進一步增加凝固前側角θ。第二實施例圖7中示意性地顯示了實現根據本發明的第二實施例的垂直鑄造法的垂直鑄造設備100。第二實施例中的垂直鑄造設備中與第一實施例中對應部件相同的部件采用類似或相同的標號，以免重復進行詳細介紹。垂直鑄造設備100具有置于澆鑄臺14上的開口向上及向下的鑄模120。垂直鑄造設備100設計成可將包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼的鋼液經過設置在鑄模之上的鋼水包16和中間罐180倒入鑄模120。中間罐180設置在滑架200上，滑架可以沿設置在澆鑄臺14上的導軌(未顯示)移動。滑架設計成可在位于鑄模120之上的澆鑄位置和與鑄模120分開的縮回位置之間移動。中間罐180設置成可以通過適當的升降機構相對滑架200上下移動。當中間罐180在澆鑄位置和縮回位置之間移動時，設置在中間罐180上的鴨嘴狀噴嘴(duck nozzle)180a向上移動到與鑄模120不發生干涉的位置。鑄模120設計成可以通過未示出的震動裝置來上下震動以減少將從鑄模120的底部拉出的鑄件220和鑄模120之間的摩擦，因此防止了出現燒損。
滑架200設置有可覆蓋鑄模120頂部的頂蓋240。頂蓋240設計成當中間罐180位于澆鑄位置和加熱位置(見圖10)時可以處于與鑄模120分開的等待位置(見圖7)，當中間罐180位于澆鑄縮回位置時，鑄模120的頂部在該加熱位置被覆蓋。頂蓋240設置成可以通過適當的升降機構相對滑架200上下移動。當頂蓋240在等待位置和加熱位置之間移動時，頂蓋240向上移動到不會干涉鑄模120的位置，或移動到從鑄模120的上端部突出的位置(下面將就此進行討論)。
如圖8所示，頂蓋240形成一個帶有底部開口的箱體，箱體具有三層結構，其包括難熔材料的內襯里層260，覆蓋內襯里層外表面的由絕熱材料構成的外襯里層280，和覆蓋外襯里層280外表面的鐵殼300。在內襯里層260的內部形成加熱腔240a。在頂蓋240的頂部形成了多個孔240b(在第二實施例中是兩個)。構成了對位于滑架200上鑄模120中的鋼液進行加熱的加熱單元(加熱裝置)320的電極340以可縮回的方式通過孔240b插入加熱腔240a。在完成了將在后面討論的倒入鋼液后，當仍在持續進行凝固時加熱鋼液，預定的電壓施加在鑄模120中的鑄件220和電極340之間，鑄模12的頂部覆蓋著頂蓋240，使得鑄模120中的鋼液被電極340發出的等離子或電弧加熱。在加熱鋼液時，惰性氣體如氬氣和氮氣通過孔240b供應到加熱腔240a之中，使腔240a處于惰性氣體氣氛中。
主要由Al2O3構成的難熔材料最好用于內襯里260，具有可改進絕熱性能的摻雜在Al2O3中的SiO2的絕熱材料最好用于外襯里280。然而這些材料也可以用其它材料代替。外襯里280使用具有低熱傳導性的熱絕緣材料可以減少頂蓋240加熱和預熱時釋放的熱量，因而保證了輸入功率的減少，這在后面將加以討論。
加熱裝置320的各電極340可上下移動地支撐于配置有電動機和脈沖發生器等的升降機構360。頂蓋240設置了檢測加熱腔240a溫度的溫度傳感器380，如圖9所示。溫度傳感器380檢測到的溫度輸入到溫度控制單元400。溫度控制單元400設計成可根據檢測到的溫度設定輸入加熱單元320的功率，根據功率的大小設定輸入電壓和輸入電流，以便將加熱腔240a的溫度保持在預定的目標溫度。根據輸入電壓，溫度控制單元400控制升降機構360的操作以調節電極340和鋼液的表面水平(彎液面)之間的距離(間隙)，從而使加熱功率變化。變化的加熱功率使加熱腔240a的溫度保持在目標溫度。加熱腔240a的目標溫度設定的水平要使被頂蓋240覆蓋的鑄模120中的鋼液表面溫度水平可以保持在或高于固相鑄造溫度。這樣可防止鋼液的表面凝固。即，提供與從鋼液表面釋放的熱量相等的熱量使表面溫度保持在或高于固相鑄造溫度。
通過加熱裝置320對鋼液進行加熱是在鋼液倒入完成之后仍在持續凝固時進行的。這時，升降工作臺50的向上移動推動鑄件220的上部向上，這時鑄件已經從鑄模120的頂端開始在表面上形成預定長度的殼層(見圖10A)，因此防止了從電極340放電的等離子或電弧使鑄模120電腐蝕或使雜散電流提供到鑄模120。盡管碳、鎢和銅可作為電極的材料，同樣可以使用其它的材料。
如圖7所示，功率接收板420，比如可用碳制成，設置在位于等待位置的頂蓋240下面的澆鑄臺14上。頂蓋240設置在功率接收板420上。當惰性氣體供給到加熱腔240a時，由于有預定的電壓施加在功率接收板420和電極340之間，從電極340放出等離子或電弧。等離子或電弧可將加熱腔240a或頂蓋240預熱到預定的溫度。根據第二個實施例，用于加熱鋼液的加熱裝置320還可以用作預熱頂蓋240的預熱裝置。取代這種方法，還可以采用獨立的加熱裝置，或者加熱系統；不限于通過等離子或電弧加熱，還可以使用燃燒器或類似裝置。而頂蓋240最佳的預熱溫度等于或高于加熱腔240a的目標溫度，預熱溫度也可以低于目標溫度。
如圖1所示。升降工作臺50具有同第一實施例一樣設置在鑄模下面的導輪44，44，噴嘴46、引模端部48和升降機構58。第二實施例的操作現在給出根據第二實施例的垂直鑄造設備進行的垂直鑄造法的操作的介紹。卷揚機56以預定的方向轉動，向上移動升降工作臺50。鑄模120的底部用引模端部48封閉，包括高合金鋼或工具鋼的特殊鋼的鋼液通過鋼水包16和中間罐180倒入鑄模120中。倒入鑄模120中的鋼液在鑄模中受到第一冷卻，因而在鋼液的表面形成殼層。當卷揚機56以相反的方向轉動，以給定的澆鑄速度垂直向下移動升降工作臺50，底部受到引模端部48支撐的鑄件220從鑄模120的底部拉出。
剛從鑄模120拉出的鑄件220被導輪44，44從寬度方向的兩側夾持，如圖7所示，因此可防止膨臌的發生。當冷卻水從噴嘴46，46噴到鑄件220上時，進行鑄件220的二次冷卻。
在將鋼液倒入鑄模120的期間，位于功率接收板420上的頂蓋240在等待位置通過加熱裝置320加熱，同時惰性氣體供應到加熱腔240a，使得頂蓋240被預熱到接近目標溫度的溫度。在鋼液倒入鑄模后，隨著鋼水包16縮回，中間罐180向上移動，滑架200移動。當中間罐180從澆鑄位置移動到縮回位置，上升到等待位置的頂蓋240移動到加熱位置(見圖10A)。在鋼液倒入鑄模120完成后，升降工作臺50向上移動以推動鑄件220的上端部，該鑄件的表面上形成有從鑄模120的頂部開始的預定長度的殼層。
接下來，隨著惰性氣體供應到加熱腔240a，頂蓋240向下移動覆蓋鑄模120的頂部并且通過加熱裝置320對鑄模中的鋼液加熱，以便彌補從鋼液表面散發的熱量，如圖10B所示，這樣就可防止鑄模中的鋼液表面凝固，因此抑制了收縮氣孔或鑄件端部縮孔的產生。另外當加熱進行時，鋼液表面在未凝固部分的上下方向上會產生很大的溫度梯度，凝固前側角度θ會增加，這在后面會討論。這樣可適當地抑制內部缺陷的發生，比如心部氣孔、鑄件端部縮孔和心部偏析或V形偏析。在這種情況下，因為鑄模120的頂部被頂蓋240以近似密封的方式所覆蓋，實現了加熱裝置320對鋼液的有效加熱。此外，因為頂蓋240經過了預熱，可以防止鋼液表面在鑄件120被頂蓋240覆蓋的位置到加熱開始的位置之間溫度的下降。根據第二實施例，中間罐180和頂蓋240及加熱裝置320設置在共用的滑架200上，可以縮短倒入鋼液后用頂蓋240覆蓋鑄件頂部所需時間。還可以減少在所述時間內鋼液表面溫度的下降。
溫度控制單元400可進行反饋控制，可根據溫度傳感器380檢測到的加熱腔240a中的溫度，調節加熱裝置320中的電極340和鋼液表面之間的間隙，并將加熱腔240a中的溫度保持在目標溫度。因此，鑄模120中鋼液表面溫度下降保持在或高于鑄件固相線溫度，直至鑄件220的凝固接近完成。因而可以滿意地防止鋼液表面凝固。經過預定的時間之后，加熱裝置320的加熱功率逐漸減小，加熱終止。
如前面所提到的，內部缺陷，如心部氣孔和心部偏析或V形偏析的發生似乎受到鑄模內鋼液的凝固前側角的影響。即，通常鑄件220內部鋼液的凝固前側角(相對凝固界面中心線的角度)θ會變小，如圖11A所示，這將促進碳硫磷或其它元素已經富集的鋼液的吸入，產生多種內部缺陷。根據第二個實施例，作為對比，上部寬度在凝固界面附近變寬的話，可使角度θ變大，如圖11B所示。這將減少碳硫磷或其它元素已經富集的鋼液的吸入，可以滿意地抑制內部缺陷的發生。凝固前側角θ可以通過觀察鑄件220的宏觀組織來決定。
換句話，即使對產品質量有嚴格要求的鋼種，如包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼，根據本發明的垂直鑄造法可以提供具有優良質量的鑄件，且很少的鑄件內部缺陷，如心部氣孔、鑄件端部縮孔、和心部偏析或V形偏析。在澆鑄頂部截面尺寸為厚度不小于500mm、寬度不小于500mm的情況下，根據第二實施例的垂直鑄造法和垂直鑄造設備是特別有效的。
雖然第二實施例是在頂蓋和加熱裝置設置在中間罐的滑架上的情況下進行說明的，頂蓋和加熱裝置也可以設置在另一個滑架或移動裝置或類似機構，使得當中間罐18從澆鑄位置移動到縮回位置時，頂蓋迅速地移動到加熱位置。示例2在澆鑄材料為工具鋼，鑄件的厚度為650mm及寬度為850mm的條件下，測得的鑄件頂端的切斷長度的結果顯示在圖12中。其中一種情況(現有技術)是鋼液在倒入鑄模后的持續凝固時沒有進行加熱，另一種情況(第二實施例的示例2)是對鋼液進行加熱。測得的碳偏析的結果顯示在圖13中。圖14顯示了凝固前側角度θ。
如圖12所示，根據不進行加熱的現有技術，出現了多種內部缺陷，如鑄件頂部縮孔、心部偏析或V形偏析。必須廢棄多段鑄件，因此降低了產量。根據進行加熱的第二實施例的示例2，可以從圖中看出，抑制了在鑄件頂部的內部缺陷的發生，因此極大地減少鑄件頂端的切斷長度。
如圖13所示，與現有技術比較，加熱可抑制碳偏析。從圖14可以清楚地看出，加熱增加了凝固前側角θ。即，可以看出加大凝固前側角θ可以有效地抑制內部缺陷的發生，比如心部氣孔、鑄件頂部縮孔和心部偏析或V形偏析。
如上所述，因為根據本發明的鑄件的至少一對相對側面帶有錐度，即使鑄件材料是對產品質量有嚴格要求的鋼種，如包括高合金鋼或工具鋼的特殊鋼，也很少出現內部缺陷，如心部氣孔、心部偏析或V形偏析，并具有高質量，產量得到提高。
另外，以0.2米/分或更低的鑄造速度進行超低速澆鑄可以進一步抑制出現內部缺陷，如心部氣孔、心部偏析或V形偏析。
即使鑄件材料是對產品質量有嚴格要求的鋼種，如包括高合金鋼或工具鋼的特殊鋼，根據本發明的另一實施例的垂直鑄造法和垂直鑄造設備可通過對頂部覆蓋有頂蓋的鑄模中的鋼液在倒入鑄模后進行持續凝固時進行加熱，可以提供優良質量的鑄件，且只有很少的內部缺陷，比如心部氣孔、鑄件頂部縮孔和心部偏析或V形偏析。這導致了產量的提高。此外，對頂蓋進行預熱可以在加熱之前抑制鋼液表面溫度的下降。
權利要求
1.一種具有預定長度的鑄件(26)，可通過向開口向上及向下的鑄模12倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液進行澆鑄，然后從所述鑄模(12)的底部垂直拉出所述鑄件(26)，所述鑄件具有所要求的截面形狀并在表面上形成殼層，至少兩個相對的側面具有錐度，兩個側面的相對尺寸從頂部朝所述底部變小。
2.一種澆鑄具有預定長度鑄件(26)的垂直澆鑄方法，通過向開口向上及向下的鑄模(12)倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液，然后從所述鑄模(12)的底部垂直拉出所述鑄件(26)，所述鑄件具有所要求的截面形狀并在表面上形成有殼層；其特征在于，在澆鑄所述鑄件(26)時，通過使所述鑄模(12)的兩個相對的可移動的鑄模(30，30)件相對移動而互相離開，同時從所述鑄模(12)的所述底部拉出所述鑄件(26)，使所述鑄件的至少一對相對側面具有錐度，兩個側面的相對尺寸從頂部朝所述底部變小。
3.根據權利要求2所述的垂直鑄造方法，其特征在于，從所述鑄模(12)拉出所述鑄件(26)時的澆鑄速度設置在等于或小于0.2米/分，因此，抑制了在澆鑄的所述鑄件(26)心部出現氣孔和偏析。
4.一種澆鑄包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鑄件(26)的垂直鑄造設備，其包括開口向上及向下的鑄模(12)，其具有至少一對可移動的鑄模件(30，30)，所述鑄模件可以通過移動裝置(32，32)互相移近或移開，包括所述高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液可倒入所述鑄模；升降工作臺(50)，以可垂直移動的方式設置在所述鑄模(12)的下面，用于支撐表面上形成有殼層的所述鑄件(26)的底部并可將所述鑄件的所述底部從所述鑄模(12)的底部拉出；和升降機構(54，56)，用于上下移動所述升降工作臺(50)。
5.一種澆鑄具有預定長度的鑄件(220)的垂直澆鑄方法，通過向開口向上及向下的鑄模(120)倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液，然后從所述鑄模(120)的底部垂直拉出所述鑄件(220)，所述鑄件具有所要求的截面形狀并在表面上形成殼層；其中，在澆鑄所述鑄件(220)時，將鋼液倒入鑄模后，用頂蓋(240)覆蓋所述鑄模(120)的頂部，通過其內部的加熱腔(240a)在惰性氣體氣氛中用等離子或電弧加熱所述鑄模(120)中的鋼液；在這種條件下，能夠保持所述鋼液的表面溫度在固相澆鑄溫度之上，因此抑制了澆鑄的所述鑄件(220)的內部缺陷。
6.根據權利要求5所述的垂直澆鑄方法，其特征在于，在用所述頂蓋(240)覆蓋所述鑄模的所述頂部之前，所述頂蓋(240)要預熱到預定溫度。
7.一種可澆鑄具有預定長度的鑄件(220)的垂直鑄造設備，通過向開口向上及向下的鑄模(120)倒入包括高合金鋼和工具鋼的特殊鋼鋼液，支撐在表面上形成有殼層的所述鑄件(220)的底部，然后通過升降工作臺(50)從所述鑄模(120)的底部垂直拉出所述鑄件(220)的所述底部，所述升降工作臺設置在所述鑄模(120)的下面并可通過升降裝置(58)垂直上下移動，其包括頂蓋(240)，能夠覆蓋所述鑄模(120)的頂部，可將其內部的加熱腔(240a)置于惰性氣體氣氛中；和加熱裝置(320)，可通過等離子或電弧加熱被所述頂蓋(240)覆蓋的所述鑄模(120)中的鋼液。
8.根據權利要求7所述的垂直澆鑄裝置，其特征在于，所述裝置還包括預熱所述頂蓋(240)的預熱裝置。
9.根據權利要求7或8所述的垂直澆鑄裝置，其特征在于，所述頂蓋(240)的結構是在難熔材料內襯里(260)的外面覆蓋一層絕熱材料的外襯里(280)。
全文摘要
將包括高合金鋼的特殊鋼或類似材料的鋼液倒入鑄模12中,鑄模的底部是通過升降工作臺的引模端部48封閉的。當升降工作臺50以給定的速度垂直向下移動時,底端被引模端部48支撐的鑄件26連續地從鑄模12的底部拉出。當構成鑄模的兩個可移動的鑄模件30,30與向下移動的升降工作臺同步地互相相對移開時,鑄件26寬度方向的側表面可具有所要求的錐度。
文檔編號B22D11/12GK1389316SQ0212202
公開日2003年1月8日 申請日期2002年5月31日 優先權日2001年5月31日
發明者高橋元, 天野肇, 久村總一郎 申請人:大同特殊鋼株式會社