8不锈钢锭自脱模锭模的设计

摘要：新设计的8钢锭模，具有自脱模特性，解决了传统钢锭模生产不锈钢锭的脱模难、精整难、成坯率低的问题，生产验证效果良好。

关键词：8不锈钢锭自脱模锭模 提高成坯率

模铸不锈钢锭，作为连铸的补充，8～12钢锭为主流，被中小型不锈钢冶炼厂广泛采用。受设备价格、公司能力、市场需求等诸多因素制约，短期内连铸不可能完全取代模铸。在“二铸”共存时期，开发一种成坯率高、易于脱模、易于精整的钢锭模，具有广阔的市场前景。为此，苏钢集团昌益公司在传统钢锭模基础上，开发了8自断充钢口、自脱模式钢锭模，经多家不锈钢冶炼厂使用，得到广泛的认可。

1 传统钢锭模存在的不足

传统钢锭模结构如图1所示；铸出的不锈钢锭见图2。

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图1 传统钢锭模结构示意图

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图2 传统钢锭模生产的不锈钢锭

这种钢锭模结构在生产过程出现如下问题：

1.1 由于采用底方形和小的底角和模角，开坯时要采用小的绝对压下量、增加过辊次数降低卷头和防止夹皮、扭坯，底方形也增大开坯过程中的头凹趋势，易产生切头；增大生产消耗、降低设备生产效率。

1.2 坯口倒角造成飞边大，既降低了成坯率，又增大钢坯精整成本。

1.3 较小的模角和底角，造成钢坯脱模困难，经常需要采用压力机顶出或锤击的方式脱模，也极易造成钢锭模纵向开裂而增大模耗。

1.4 模底热容小，流口无法在注钢完成后钢液凝固后期拉断，冷却收缩致使钢锭与钢锭模进一步夹紧，增大脱模难度；流口被迫采用砂轮切割去除，由于不锈钢“黏”的特性，切割时费时、费力、耗成本。

针对上述问题，受客户委托重新设计、共同试制新的钢锭模结构。

2 改型设计的钢锭模结构

根据不锈钢的凝固特性和液、固相收缩特点，结合生产实践，新开发的钢锭模结构如图3所示，浇注的不锈钢坯精整前的形态见图4，订制保温帽3D图纸如图5。

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图3 8不锈钢锭自脱模锭模结构图

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图4 新锭模生产的不锈钢锭 图5 保温帽3D图

设计特点：

2.1 模底采用近似“天圆地方”的伪球台结构，减少钢锭下部散热面积，利于流口在刚也充满后及时沿根部拉断；同时加厚钢锭模模底裙边厚度，增大热容量降低不锈钢锭在热脆区的冷却速度，防止钢锭头部出现微裂纹。

2.2 继续采用加大模角的等模角结构，模壁大面采用弧面加厚，建立横截面等温冷却场，使钢锭在凝固收缩时自建立脱模间隙，既利于脱模，又可降低产生纵裂的几率。

2.3 取消钢锭模繁冗的1：20的锥口，通体采用1：25斜度锥面，防止出现钢锭凝固收缩产生“自夹紧”，利于脱模，也利于开坯操作。

2.4 在保温帽开槽产生脱模杠肩，取消倒角杠肩，降低了钢锭精整工作量，提高成锭率。

2.5 仿天圆地方球台模底、大的模角、统一的脱模斜度，符合现代圆棒材高速开坯工艺，有效降低扭坯、菱坯、夹皮的产生，基本消除坯头凹口产生。

2.6 材质选择。钢锭模在反复强热冲击下，内壁剥离、金属液冲刷蚀坑、纵裂纹是钢锭模退役报废的主要原因，兼顾我们公司短流程熔炼工序的特点，适当添加Al或Cr，常温测试强度不低于HT200。

3 结论

改进后的钢锭模，成坯率提高0.3%以上，精整工时降低30%左右；脱模性能良好，“翻模即脱”的几率近100%；具有良好的经济价值与使用价值。

参考文献：

[1]周玉其.钢锭模的结构设计.《湖南冶金》，1992年3月.第2期.

[2]耿健等.钢锭模结构及浇注工艺对钢锭内部缩松的影响.《大型铸锻件》，1997年第3期（总第77期）.

[3]王树达等.模厚比K值对钢锭模热应力分布的影响.《特殊钢》，第17卷第4期.

[4]郭山等.钢锭形状与轧制成材率.《黑龙江冶金》，1996年第1期.