专利摘要

本实用新型是一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，包括容置金属液的钢锭模，钢锭模的底部设有向钢锭模中通入惰性气体的吹气孔，吹气孔主要由至少一个中心孔和若干个以中心孔为圆心、周向分布在其四周的斜吹孔，斜吹孔的中心轴延长线与中心孔的中心轴延长线在钢锭模外部相交于一点，以若干根斜吹孔中心轴为母线、以中心孔的中心轴为旋转轴围成一个圆锥面。该模具制备的钢锭夹杂物含量低、组织成分均匀、性能稳定。

权利要求

1.一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，包括容置金属液的钢锭模，所述钢锭模的底部设有向钢锭模中通入惰性气体的吹气孔，其特征在于：所述吹气孔主要由至少一个中心孔和若干个以中心孔为圆心、周向分布在其四周的斜吹孔，所述斜吹孔的中心轴延长线与中心孔的中心轴延长线在钢锭模外部相交于一点，以若干根斜吹孔中心轴为母线、以中心孔的中心轴为旋转轴围成一个圆锥面。

2.如权利要求1所述的用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，其特征在于：所述斜吹孔与中心孔在钢锭模底部内侧的距离为0.25～0.75R，其中R为钢锭模底面半径。

3.如权利要求1或2所述的用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，其特征在于：中心孔中心轴与钢锭模底部垂直，斜吹孔中心轴与中心孔中心轴相交后形成的夹角度数为0～90°。

4.如权利要求3所述的用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，其特征在于：夹角度数为60°。

5.如权利要求1或2所述的用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，其特征在于：所述斜吹孔为4-7个均匀分布在中心孔的四周。

6.如权利要求5所述的用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，其特征在于：斜吹孔为4个。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，属于钢锭铸造技术领域。

背景技术

模铸工艺生产线是国内外特殊钢生产主要工艺路径之一，也是相对比较成熟的技术。在整个生产过程中，模铸浇注系统是关系到成品质量的关键环节。目前特殊钢的模铸生产过程中，通常采用保护浇注：其方法有惰性气体保护浇注和使用保护渣的浇注方法，对于常用的气体保护浇注，由于气体保护浇注方法和其工艺装置的不同，导致浇注过程中的气体保护浇注效果差别较大。

吹炼法是将惰性气体吹入模腔内的金属液中，用以强化冶炼反应过程的技术。作为钢液二次精炼方法，该方法起到保护、搅拌、混匀和去除杂质等作用，在国内外的冶金企业都得到了广泛应用。吹炼法主要包括顶吹、底吹和顶-底吹复合吹炼法。

顶吹法即在炉顶设置吹气孔向炉内吹气，达到搅拌混匀、除渣等目的。但是顶吹法存在明显不足：(1)惰性气体的终点不易控制；(2)对熔池的搅拌作用较弱，混合不均匀，吹炼低碳钢难度大；(3)顶吹法钢液产生喷溅大，烟尘量大，收得率低。

底吹法是在炉底设置吹气孔，由炉底向钢液吹入惰性气体。底吹法相比于顶吹法具有以下优点：(1)在吹炼过程中，钢液得到充分搅拌，各成分能够混合均匀，钢液成分、组织接近平衡状态；(2)终点易于控制，不会产生过氧化问题，能够生产出含碳质量分数小于0.01％的超低碳钢。然而，现有的底吹法仍存在一些缺点，如吹气孔结构的设置不合理，导致底吹搅拌效果不理想，混合不均匀。另外，底吹气流量过大容易导致钢液表面大面积排渣，大量熔渣卷入造成钢液污染，包壁被严重侵蚀；底吹气流量太小则对钢液的搅拌效果不佳。

顶-底吹复合吹炼法随后也被开发出来，该工艺即在顶吹转炉的炉底设置底吹孔，如此便可综合顶吹、底吹法的优点。但是该工艺仍无法避免顶吹、底吹法的一些缺陷。如底吹气量过大或过小对钢液的除渣和搅拌作用的负面影响。

鉴于单孔底吹搅拌效果差，双孔底吹工艺同样已经开发出。双孔底吹相比于单孔底吹，在相同通气量条件下，前者对钢液的搅拌作用更优，混合效果更佳。但是双孔底吹工艺中，吹气孔的数量、位置等方面仍在不足之处，造成搅拌不充分、卷渣等问题，吹气孔的结构设置有待进一步优化。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，该模具制备的钢锭夹杂物含量低、组织成分均匀、性能稳定。

本实用新型专利是通过以下技术方案实现的：

一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，包括容置金属液的钢锭模，所述钢锭模的底部设有向钢锭模中通入惰性气体的吹气孔，其特征在于：所述吹气孔主要由至少一个中心孔和若干个以中心孔为圆心、周向分布在其四周的斜吹孔，所述斜吹孔的中心轴延长线与中心孔的中心轴延长线在钢锭模外部相交于一点，以若干根斜吹孔中心轴为母线、以中心孔的中心轴为旋转轴围成一个圆锥面。惰性气体由斜吹孔向钢水吹出，惰性气体在钢水中的行程增加，提高了惰性气体对钢水中夹杂物的吸附机率，提升净化效果。同时，惰性气体由斜吹孔吹出，避免了涡流产生进而导致的卷渣现象。多孔吹气克服了单孔和双孔吹气对钢水净化不彻底、搅拌不充分的问题。

本实用新型进一步限定的技术方案为：

进一步的，经过实验发现：若吹气孔之间距离太小，混匀时间增加，且易造成漩涡卷渣；若吹气孔之间距离过大，吹气孔靠近模腔壁导致剪切卷渣，不能达到充分搅拌、混匀的效果，因此限定斜吹孔与中心孔在钢锭模底部内侧的距离为0.25～0.75R，其中R为钢锭模底面半径。

进一步的，底部吹气孔方向呈特定角度：中心孔中心轴与钢锭模底部垂直，斜吹孔中心轴与中心孔中心轴相交后形成的夹角度数为0～90°。惰性气体由呈特定角度的吹气孔向钢水吹出，惰性气体在钢水中的行程增加，提高了惰性气体对钢水中夹杂物的吸附机率，提升净化效果。同时，惰性气体由呈特定角度吹出，避免了涡流产生进而导致的卷渣现象。

进一步的，经实验得知，夹角度数为60°最佳。

进一步的，斜吹孔为4-7个均匀分布在中心孔的四周。由吹气孔吹气进行搅拌时，适当增加斜吹孔数量能够减少混匀时间。斜吹孔数量应控制在一合理范围内，超过该吹气孔数量时，钢水由于受强烈冲击而翻滚剧烈，易造成卷渣；低于该该吹气孔数量时，对钢水搅拌不充分，对杂质吸附不彻底。

进一步的，经实验得知，斜吹孔为4个最佳。

实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型在钢锭模底部吹气孔数量、位置分布、吹气孔角度和吹气量等方面进行改进，有效提升了钢水中夹杂物的去除效果，获得的钢锭模能够制备夹杂物含量低，组织成分均匀，性能稳定可靠的核电装备用钢锭。且该装置无需特殊的工艺装备，生产工艺简单有效，生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态示意图；

图2为本实用新型的剖视结构示意图；

图3为钢锭模底部吹气孔的分布示意图。

图中：钢包1，钢水2，出气孔3，氩气4，钢锭模5，中心孔6，斜吹孔7。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解，现结合附图进一步阐述本实用新型专利是如何实施的：

一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模，如图1所示，钢包1中的钢水2流入钢锭模5中，钢锭模5的底部向腔内吹入惰性保护气体氩气4，钢锭模5的顶部设有出气孔3。

如图2、图3所示，钢锭模底部吹气孔数量为4，中心位置设置一个中心孔，斜吹孔均匀分布于以中心孔为中心的圆锥面上。多孔吹气克服了单孔和双孔吹气对钢水净化不彻底、搅拌不充分的问题。底部吹气孔位置呈对称、均匀分布，其中中心位置设置一个孔，其他孔均匀分布于圆周方向，与中心距离0.6R(R为钢锭模底面半径)，若吹气孔之间距离太小，混匀时间增加，且易造成漩涡卷渣；若吹气孔之间距离过大，吹气孔靠近模腔壁导致剪切卷渣，不能达到充分搅拌、混匀的效果。底部吹气孔方向呈特定角度：中心孔方向与钢锭模底部垂直，其他孔处于以中心孔为中心的圆锥面上，圆锥顶角θ为60°，见图2。惰性气体由呈特定角度的吹气孔向钢水吹出，惰性气体在钢水中的行程增加，提高了惰性气体对钢水中夹杂物的吸附机率，提升净化效果。同时，惰性气体由呈特定角度吹出，避免了涡流产生进而导致的卷渣现象。底部吹气孔通入的惰性气体流量70m³/h。由吹气孔吹气进行搅拌时，适当增加通气量能够减少混匀时间。吹气量应控制在一合理范围内，超过该吹气量时，钢水由于受强烈冲击而翻滚剧烈，易造成卷渣；低于该吹气量时，对钢水搅拌不充分，对杂质吸附不彻底。

一种用于核级低夹杂钢锭浇铸的钢锭模专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。