專利名稱：合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置及其鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金坯料的鑄造技術(shù)，具體地說是合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置及其鑄造方法。
背景技術(shù)：
合金坯料的鑄造技術(shù)，屬于耐熱合金、耐蝕合金、電熱合金、超純合金、高溫合金等特殊合金棒、管、板、線、絲材、型材生產(chǎn)母合金和精密鑄造用母合金熔煉獲得的專業(yè)領(lǐng)域。目前耐熱合金、電熱合金、超純耐蝕合金、記憶合金、高溫合金坯料(母合金)等生產(chǎn)工藝是將在真空狀態(tài)下熔煉合格的合金液體倒入預(yù)先烘烤好的鋼錠模中，待降溫以后破真空運輸?shù)綇S房內(nèi)，然后用車床切冒口、扒外皮、送到鍛造車間進行鍛打到方坯。使用原工藝有25%以上的冒口需要切掉回爐重新熔煉。使用原工藝因用鑄鐵鋼錠模鑄造合金坯，坯料表面粗糙，需要扒掉一層外皮損失5%的合金，而采用現(xiàn)在使用的結(jié)晶器是在水冷方銅管內(nèi)鍍一層鉻光滑耐磨，拉拔連鑄的特殊合金坯料表面光滑不用再增加一次扒皮工序。使用原工藝需要對坯料進行加熱鍛打加工，需要增加加工成本1000元/噸以上。使用原工藝需要增加鋼錠模、澆注杯、涂料等易耗品，還需要車床、鋸床、大功率電加熱爐、大噸位的液壓錘、快鍛錘、大型送取料機、大型機械人操作機等設(shè)備投入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供合金`坯料的真空連續(xù)鑄造裝置及其鑄造方法，克服現(xiàn)有耐熱合金、耐蝕合金、電熱合金、超純合金、高溫合金等特殊合金棒、管、板、線、絲材、型材生產(chǎn)技術(shù)中的加工工序復(fù)雜、工序材料消耗過大、成才率低，生產(chǎn)成本高的不足，利用單點振動結(jié)晶器進行合金坯料的連續(xù)鑄造以滿足特殊合金連續(xù)鑄造要求，避免了產(chǎn)生合金錠冒口、表皮切削、鍛打到方坯的加工程序，減少了多次加熱形成的電耗和熱能損失，避免了大型鍛錘產(chǎn)生的高分貝噪音污染和較大的設(shè)備投資，可以降低成本30%以上。為了達成上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，包括熔煉室、鑄型室，其中熔煉室內(nèi)設(shè)置熔煉系統(tǒng)，鑄型室內(nèi)依次設(shè)置鋼水澆筑系統(tǒng)與收集系統(tǒng)；所述熔煉室與主真空系統(tǒng)通過管路和閥門相連，鑄型室與輔真空系統(tǒng)通過管路和閥門相連；所述熔煉室與鑄型室之間用主輔真空隔離閥隔開。所述主真空系統(tǒng)輔真空系統(tǒng)均配有真空儀表及充放氣系統(tǒng)以顯示和調(diào)節(jié)真空度。所述熔煉室由立式爐體、爐蓋組成，爐體、爐蓋均為雙層水冷金屬壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為不銹鋼，爐蓋依靠液壓缸壓緊爐體并由密封膠圈密封；所述熔煉室配有熔煉材料振搗系統(tǒng)。所述熔煉系統(tǒng)主要包括熔煉室內(nèi)安裝的中頻感應(yīng)線圈，中頻感應(yīng)線圈內(nèi)放置熔化合金用的坩堝。所述鋼水澆筑系統(tǒng)設(shè)置在回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)后方，所述回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)前方設(shè)置有提升系統(tǒng)，提升系統(tǒng)前方與熔煉室之間設(shè)置有輸送系統(tǒng)。
所述鋼水澆筑系統(tǒng)后方設(shè)置有一冷結(jié)晶系統(tǒng)和二冷凝固系統(tǒng)，所述一冷結(jié)晶系統(tǒng)和二冷凝固系統(tǒng)之間設(shè)置有引導(dǎo)系統(tǒng)，所述二冷凝固系統(tǒng)后方設(shè)置有引錠拉矯系統(tǒng)。所述收集系統(tǒng)包括初始收集裝置和坯料收集箱，所述初始收集裝置和坯料收集箱之間設(shè)置有閘門，所述初始收集裝置前方還設(shè)置有定尺剪斷系統(tǒng)。為了達成上述另一目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置進行連續(xù)鑄造的方法，其步驟為:在熔煉室中裝有合金材料的坩堝由中頻感應(yīng)加熱電源通過感應(yīng)線圈熔煉，將熔化后的合金液體傾倒到鋼水包中，鋼水包通過輸送系統(tǒng)到回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)，然后通過提升系統(tǒng)將鋼水包提升到回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)上，然后旋轉(zhuǎn)到連鑄室中，同時將鋼水空包送到熔煉室中繼續(xù)盛放熔化后的合金液體，轉(zhuǎn)到連鑄室中的鋼水包，在接入一冷結(jié)晶系統(tǒng)接口時啟動震動開關(guān)后打開引導(dǎo)系統(tǒng)進行牽引、引錠拉矯系統(tǒng)矯直、定尺剪斷系統(tǒng)剪切合金坯料后，傳送到初始收集裝置中，再通過閘門破真空將定尺后的坯料轉(zhuǎn)移到坯料收集箱中，等待水冷或風(fēng)冷；以上所有過程均在真空狀態(tài)下全自動化完成。所述熔煉室熔 化有毒性的金屬時，通過主真空系統(tǒng)，把毒氣排除到室外，進行無公害處理。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
在真空冶煉的同時完成真空連鑄，有效控制傳統(tǒng)真空冶煉后澆筑及運輸過程中產(chǎn)生的損耗，提高產(chǎn)量，有效解決冒口等二次重熔造成的浪費，及傳統(tǒng)鑄造所產(chǎn)生的表面處理造成的成本損失。特殊合金的連續(xù)鑄造裝置利用真空預(yù)處理、實現(xiàn)合金鑄坯順序凝固，并剪切成統(tǒng)一的尺寸如1.2m--3m可有效提升材料利用效率，實現(xiàn)近終凈形鑄造坯料提供空間。振動機構(gòu)采用機械方式，通過偏心機構(gòu)提供激振力和振動幅度，通過變頻電機調(diào)整振動頻率，使不同澆注材料均能通過結(jié)晶器順序結(jié)晶、拉拔、剪切獲得理想的鑄件坯料和軋制坯料。真空熔煉由立式爐體、爐蓋、加料測溫、主真空系統(tǒng)等組成，真空連續(xù)鑄造包括提升，回轉(zhuǎn)，澆注、一冷結(jié)晶、振打、拉矯，二冷結(jié)晶、定尺剪斷、收集裝置和輔助真空系統(tǒng)等組成中間用插板隔離閥門連接。其外部均為雙層水冷金屬壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為304不銹鋼，外壁為碳鋼。從熔煉、運輸、澆注、拉拔、冷卻、矯直、剪切到成品收集全部在真空狀態(tài)下完成，使金屬內(nèi)的氫、氧、氮、碳、硫、磷含量始終在可控制范圍內(nèi)，保證了特殊合金的金屬性能要求。減少了大噸位的液壓錘、快鍛錘、大功率電加熱爐、大型送取料機、大型機械人操作機等設(shè)備投入，減少了多次加熱形成的電耗和熱能損失，避免了大型鍛錘產(chǎn)生的高分貝噪音產(chǎn)生的環(huán)境污染。在真空狀態(tài)下用鋼錠模合金坯料鑄造方式改為連鑄坯成型方式的大型工藝技術(shù)改革，使金屬坯料的成才率提高了 30%，減少了熔煉、機械加工、打磨、加熱、鍛打等形成的貴金屬和稀有金屬損失，降低了成本。


圖1為本發(fā)明的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置的俯視 圖2為本發(fā)明的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置的主視圖。圖中:主真空系統(tǒng)1，熔煉系統(tǒng)2，輔真空系統(tǒng)3，主輔真空隔離閥4，輸送系統(tǒng)5，提升系統(tǒng)6，回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)7，鋼水澆筑系統(tǒng)8，一冷結(jié)晶系統(tǒng)9，引導(dǎo)系統(tǒng)10，引錠拉矯系統(tǒng)11，二冷凝固系統(tǒng)12，定尺剪斷系統(tǒng)13，初始收集裝置14，閘門15，坯料收集箱16。
具體實施例方式 有關(guān)本發(fā)明的詳細說明及技術(shù)內(nèi)容，配合

如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。根據(jù)圖1-2所示，合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，包括熔煉室、鑄型室，其中熔煉室內(nèi)設(shè)置熔煉系統(tǒng)2，鑄型室內(nèi)依次設(shè)置鋼水澆筑系統(tǒng)8與收集系統(tǒng)；所述熔煉室與主真空系統(tǒng)I通過管路和閥門相連，鑄型室與輔真空系統(tǒng)3通過管路和閥門相連；所述熔煉室與鑄型室之間用主輔真空隔離閥4隔開。所述主真空系統(tǒng)輔真空系統(tǒng)均配有真空儀表及充放氣系統(tǒng)以顯示和調(diào)節(jié)真空度。所述熔煉室由立式爐體、爐蓋組成，爐體、爐蓋均為雙層水冷金屬壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為不銹鋼，爐蓋依靠液壓缸壓緊爐體并由密封膠圈密封；所述熔煉室配有熔煉材料振搗系統(tǒng)。所述熔煉系統(tǒng)主要包括熔煉室內(nèi)安裝的中頻感應(yīng)線圈，中頻感應(yīng)線圈內(nèi)放置熔化合金用的坩堝。所述鋼水澆筑系統(tǒng)8設(shè)置在回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)7后方，所述回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)前方設(shè)置有提升系統(tǒng)6，提升系統(tǒng)前方與熔煉室之間設(shè)置有輸送系統(tǒng)5。所述鋼水澆筑系統(tǒng)后方設(shè)置有一冷結(jié)晶系統(tǒng)9和二冷凝固系統(tǒng)12，所述一冷結(jié)晶系統(tǒng)和二冷凝固系統(tǒng)之間設(shè)置有引導(dǎo)系統(tǒng)10，所述二冷凝固系統(tǒng)后方設(shè)置有引錠拉矯系統(tǒng)11。所述收集系統(tǒng)包括初始收集裝置14和坯料收集箱16，所述初始收集裝置和坯料收集箱之間設(shè)置有閘門15，所述初始收集裝置前方還設(shè)置有定尺剪斷系統(tǒng)13。合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置進行連續(xù)鑄造的方法，其步驟為:在熔煉室中裝有合金材料的坩堝由中頻感應(yīng) 加熱電源通過感應(yīng)線圈熔煉，將熔化后的合金液體傾倒到鋼水包中，鋼水包通過輸送系統(tǒng)到回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)下，然后通過提升系統(tǒng)將鋼水包提升到回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)上，然后旋轉(zhuǎn)到連鑄室中，同時將鋼水空包送到熔煉室中繼續(xù)盛放熔化后的合金液體，轉(zhuǎn)到連鑄室中的鋼水包，在接入一冷結(jié)晶系統(tǒng)接口時啟動震動開關(guān)后打開引導(dǎo)系統(tǒng)進行牽引、引錠拉矯系統(tǒng)矯直、定尺剪斷系統(tǒng)剪切合金坯料后，傳送到初始收集裝置中，再通過閘門破真空將定尺后的坯料轉(zhuǎn)移到坯料收集箱中，等待水冷或風(fēng)冷；以上所有過程均在真空狀態(tài)下全自動化完成。所述熔煉室熔化有毒性的金屬時，通過主真空系統(tǒng)，把毒氣排除到室外，進行無公
害處理。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運用本發(fā)明的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，包括熔煉室、鑄型室，其中熔煉室內(nèi)設(shè)置熔煉系統(tǒng)，鑄型室內(nèi)依次設(shè)置鋼水澆筑系統(tǒng)與收集系統(tǒng)；所述熔煉室與主真空系統(tǒng)通過管路和閥門相連，鑄型室與輔真空系統(tǒng)通過管路和閥門相連；所述熔煉室與鑄型室之間用主輔真空隔離閥隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述主真空系統(tǒng)輔真空系統(tǒng)均配有真空儀表及充放氣系統(tǒng)以顯示和調(diào)節(jié)真空度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述熔煉室由立式爐體、爐蓋組成，爐體、爐蓋均為雙層水冷金屬壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為不銹鋼，爐蓋依靠液壓缸壓緊爐體并由密封膠圈密封；所述熔煉室配有熔煉材料振搗系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述熔煉系統(tǒng)主要包括熔煉室內(nèi)安裝的中頻感應(yīng)線圈，中頻感應(yīng)線圈內(nèi)放置熔化合金用的坩堝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述鋼水澆筑系統(tǒng)設(shè)置在回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)后方，所述回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)前方設(shè)置有提升系統(tǒng)，提升系統(tǒng)前方與熔煉室之間設(shè)置有輸送系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述鋼水澆筑系統(tǒng)后方設(shè)置有一冷結(jié)晶系統(tǒng)和二冷凝固系統(tǒng)，所述一冷結(jié)晶系統(tǒng)和二冷凝固系統(tǒng)之間設(shè)置有引導(dǎo)系統(tǒng)，所 述二冷凝固系統(tǒng)后方設(shè)置有引錠拉矯系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述收集系統(tǒng)包括初始收集裝置和坯料收集箱，所述初始收集裝置和坯料收集箱之間設(shè)置有閘門，所述初始收集裝置前方還設(shè)置有定尺剪斷系統(tǒng)。
8.利用權(quán)利要求1至7任意一項所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置進行連續(xù)鑄造的方法，其步驟為:在熔煉室中裝有合金材料的坩堝由中頻感應(yīng)加熱電源通過感應(yīng)線圈熔煉，將熔化后的合金液體傾倒到鋼水包中，鋼水包通過輸送系統(tǒng)到回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)下，然后通過提升系統(tǒng)將鋼水包提升到回轉(zhuǎn)平移系統(tǒng)上，然后旋轉(zhuǎn)到連鑄室中，同時將鋼水空包送到熔煉室中繼續(xù)盛放熔化后的合金液體，轉(zhuǎn)到連鑄室中的鋼水包，在接入一冷結(jié)晶系統(tǒng)接口時啟動震動開關(guān)后打開引導(dǎo)系統(tǒng)進行牽引、引錠拉矯系統(tǒng)矯直、定尺剪斷系統(tǒng)剪切合金坯料后，傳送到初始收集裝置中，再通過閘門破真空將定尺后的坯料轉(zhuǎn)移到坯料收集箱中，等待水冷或風(fēng)冷；以上所有過程均在真空狀態(tài)下全自動化完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置，其特征在于，所述熔煉室熔化有毒性的金屬時，通過主真空系統(tǒng)，把毒氣排除到室外，進行無公害處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了合金坯料的真空連續(xù)鑄造裝置及其鑄造方法，其中裝置包括熔煉室、鑄型室，其中熔煉室內(nèi)設(shè)置熔煉系統(tǒng)，鑄型室內(nèi)依次設(shè)置鋼水澆筑系統(tǒng)與收集系統(tǒng)；所述熔煉室與主真空系統(tǒng)通過管路和閥門相連，鑄型室與輔真空系統(tǒng)通過管路和閥門相連；所述熔煉室與鑄型室之間用主輔真空隔離閥隔開。所述主真空系統(tǒng)輔真空系統(tǒng)均配有真空儀表及充放氣系統(tǒng)以顯示和調(diào)節(jié)真空度。所述熔煉室配有熔煉材料振搗系統(tǒng)。本發(fā)明利用單點振動結(jié)晶器進行合金坯料的連續(xù)鑄造以滿足特殊合金連續(xù)鑄造要求，避免了產(chǎn)生合金錠冒口、表皮切削、鍛打到方坯的加工程序，可以降低成本30%以上。
文檔編號B22D11/00GK103231032SQ201310203370
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月28日
發(fā)明者張寶玉, 王曉東, 何樹先, 姜其平, 劉成, 王銳, 任松國 申請人:遼寧恒大重工有限公司