大型鍛造用鋼錠指的是供水壓機鍛造用的鋼錠。這種鋼錠錠型較大，一般為數十噸直至數百噸，其澆注方法和生產工藝與供軋制用的鋼錠均有所不同。
基本介紹
- 中文名：大型鍛造用鋼錠
- 外文名：big forged ingot
- 學科：冶金工程
- 套用：水壓機鍛造
- 重量：數十噸直至數百噸
- 澆築方法：真空澆注和大氣澆注
介紹,錠型特點,澆注工藝,
介紹
供水壓機鍛造用的鋼錠。這種鋼錠錠型較大，一般為數十噸直至數百噸，其澆注方法和生產工藝與供軋制用的鋼錠均有所不同。
錠型特點
鍛造鋼錠由冒口、錠身和錠尾三部分組成，三部分的重量比例直接影響著鋼錠質量和鋼錠的鍛造利用率。一般情況下冒口占鋼錠總重的12%～25%，錠身占70%～85%，錠尾占3%～5%。冒口呈上小下大的圓台形，其作用主要是在澆注後以冒口的鋼水填補錠身鋼水凝固時產生的體積收縮，使縮孔集中於冒口部分，而不深入錠身。同時還將疏鬆上移和減少疏鬆的體積，以獲得結構緻密的錠身。
冒口在鍛造過程中，先鍛成“鉗口”，作鍛造操作的把持之用。錠身是鋼錠的主體，在鍛造中除切去冒口端和水口端的少部料（切頭和切尾）以及火耗外，其餘的錠身部分被鍛成鍛件。一般鍛造實心鍛件，錠身可利用70%～75%。錠身是由多個規則凹面組成上大下小的截錐體。凹面的數量有8、10、12、16、24等幾種，兩面的交線為棱。由於棱數與凹面數相等，所以稱謂鋼錠時把棱數冠於鋼錠之前，如8棱鋼錠、10棱鋼錠等等。鋼錠表面和內部質量以棱多者為優。澆注後，鋼錠的棱冷卻得快而先凝固，起著“加強筋”的作用。鋼錠的棱數多，“加強筋”就多，鋼錠表面產生裂紋的傾向即小。同時，多棱鋼錠擁有的比表面積也大，在鋼錠凝固過程中有利於散熱，可加速凝固進程，減少角偏析，限制柱狀晶的發展。除棱數和重量外，錠身的主要參數有錐度和高徑比（見圖1）：
圖1錐度=（b1-b2）/h×100%；
高徑比=2h/（b1+b2）
式中b1為錠身大頭內切圓直徑，mm；b2為錠身小頭內切圓直徑，mm；h為錠身高度，mm。錠身錐度為5%～12%，均屬正錐度。錐度大者，在鋼錠澆注和澆後的凝固期間，有利於夾雜物上浮，有利於自下而上的順序凝固和冒口鋼水的補縮。因此有利於提高錠身的純潔度與緻密度。錐度應根據鋼錠錐度和用途來選擇，噸位大和內部質量要求高的選用上限。
錠身高徑比為1.0～2.5。按高徑比的不同鍛造鋼錠有“瘦長型”和“矮胖型”之分。錠重相同的情況下，“矮胖型”鋼錠凝固時間長，更宜於夾雜物上浮並有較充分的時間讓冒口鋼水對錠身進行補縮，獲得組織較緻密的錠身。但是由於凝固的時間長則偏析大，柱狀晶發展也大。另外，“矮胖型”鋼錠，由於直徑較大，對於鍛造直接拔長的鍛件，可增加鍛造比，對壓實鋼錠的心部有利。相反，“瘦長型”鋼錠凝固時間短，偏析和柱狀晶相對減小，但容易產生殘餘縮孔和疏鬆等缺陷。有些鍛件，為了節省鍛造工序和工時，在鍛造時不經鐓粗就直接拔長，而又要達到一定的鍛造比，也需選用“矮胖型”鋼錠。
鍛造鋼錠還有一些特殊形式，如空心鋼錠（中空鋼錠）和無冒口鋼錠。空心鋼錠外形與一般鍛造鋼錠相同，不過鋼錠的中心部分從上而下皆是空的，呈“筒形”。無冒口鋼錠，只有錠身部分，而無冒口和錠尾部分。這兩種鋼錠適用於鍛造“筒形”鍛件，可以減少工序和提高鋼錠利用率。
澆注工藝
鍛造鋼錠的澆注方式也有上注和下注兩種。噸位較小的鋼錠多採用下注；噸位較大的鋼錠則用上注。由於鋼液真空處理等爐外精煉和保護澆注的手段日益完善，下注鋼錠的噸位逐漸增大，最大的下注鋼錠達180t（德國）。最大的上注鋼錠是日本室蘭制鋼所生產的570t鋼錠。
生產工藝有真空澆注和大氣澆注兩種。真空澆注適應於澆注噸位較大質量要求較高的上注鋼錠。真空度一般在66.5Pa以下。大氣澆注，既可上注又可下注。對質量要求較高的鋼錠應採取保護澆注。鍛造鋼錠用的鋼錠模是用特定成分的鑄造生鐵製成。其內部形狀與鋼錠外形相一致；外部形狀近似正多邊形或圓形。為了造型後起模方便，外部做成上小下大的倒錐體。
