CN101181743A - 设有惰性气体保护密封系统的金属铸造装置 - Google Patents

Abstract

一种设有气体保护密封系统的金属铸造装置，属金属铸造工艺技术领域。本发明装置的特点是将金属加工的熔炼和连铸两个环节结合在一起，使熔炼好的金属直接进入铸模或结晶器凝固；同时在熔炼炉的敞开部分加装保护罩，充入惰性气体以避免熔融金属与空气接触而发生吸氧和氧化，以提高金属铸坯的质量。本发明装置的结构组成包括有：塞棒(1)、保护气体入口(2)和出口(15)、保护罩(3)、密封螺孔及螺栓(4)、密封圈(5)、熔炼炉(6)、感应线圈(7)、金属液(8)、分离环(9)、分离环加热感应线圈(10)、水冷结晶器(11)、结晶器支架(12)、连铸坯(13)和引锭杆。本发明装置除垂直式布置方式外还可有水平式布置方式；铸造过程方式可以是连续式的，也可以是半连续式的。

Description

设有惰性气体保护密封系统的金属铸造装置

技术领域

本发明属于金属铸造工艺技术领域。

背景技术

现有的有色金属加工工艺一般方法采用如下的工艺流程：熔炼→成型→加工成最后形状。在熔炼环节一般采用感应加热炉对金属原料进行熔化，在金属成型环节中有模铸和连铸两种工艺方法。

在熔炼过程中，由于采用感应炉敞开熔化，即使现有工艺中已有一些保护措施，仍难以避免金属的氧化和损耗。熔炼好的金属要顺利进行模铸或连铸，必须转移到中间包或者浇注炉头中，再浇到铸模和结晶器中凝固，在此过程中同样存在着金属液的吸氧、氧化和损耗。对于一些极容易氧化的金属来说(如镁、钛等)和一些相对贵重的金属(如银、金等)来说，这种吸氧、氧化和损耗往往导致产品质量下降，金属收得率降低，加工成本增加。

为了解决这一问题，一般采用真空技术将熔炼和烧注环节在庞大的真空室中进行。但庞大的真空室和配套机组的设备成本过高，生产批量很难扩大。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种低成本的，能有效防止金属在熔炼和浇注过程中吸氧、氧化和金属损耗的金属连续或半连续铸造装置。

本发明涉及一种设有惰性气体保护密封系统的金属铸造装置，该装置包括有：塞棒、保护气体入口、保护罩、保护罩密封螺孔及螺栓、密封圈、感应熔炼炉、感应线圈、金属液、分离环、分离环加热感应线圈、水冷结晶器、结晶器支架、连铸坯、引锭杆和保护气体出口；其特征在于：密纳金属液的感应熔炼炉的顶部设置有一半球形保护罩，保护罩的底部圆周法兰边与感应熔炼炉的炉壁顶面通过密封圈、密封螺孔及紧固螺栓，加以连接，组成一密封的封闭空间；保挪罩的顶部旁侧设有保护气体入口和出口；保护罩顶部中心位置开有圆孔，插有一塞棒，塞棒的动下端的圆锥头位于熔炼炉炉底的流液孔处，以调节金属液的流出量；熔炼炉炉壁外侧设置有加热金属液的感应线圈；在感应熔炼炉的下面的金液出口处设置有分离环，分离环外侧设有加热用的感应线圈；在分离环下面设有一水冷结晶器，藉冷却水套中的冷却水使金属液凝固并形成连铸坯；水冷结晶器固定安装在结晶器支架上；冷却凝固的连铸坯靠其下面装有的引锭杆向下拉引出。

所述保护罩密封空间内通入的惰性气体为氮气或氩气，并保护正压状态；所述的连续铸造铸坯的金属液为镁、银、钛或铝。

所述的金属铸造装置，除所述的垂直布置形式外，还可有一种水平布置的形式；铸造过程方式可以是连续式的，也可以是半连续式的。

本发明装置的特点及优点如下：

本发明装置将金属加工的熔炼和连铸两个环节结合在一起，使熔炼好的金属直接进入铸模或结晶器凝固；同时在熔炼炉的敞开部分加装保护罩，在保护罩内充入氮气或氩气惰性气体，并保持正压状态，以避免熔融金属与空气接触而发生吸氧和氧化，同时可提高金属铸坯的质量。

本发明装置由于金属熔炼部分和金属连铸诰部分直接相连，故工艺紧凑；另外，与真空保护系统相比，本装置的成本也较低。

附图说明

图1为本发明的一种垂直布置形式的金属连续铸造装置的结构示意图。

图2为本发明的另一种水平布置形式的金属连续铸造装置的结构示意图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

参见图1，图1为一种垂直布置形式的金属连续铸造装置。本装置的结构组成包括有：塞棒1、保护气体入口2、保护罩3、保护罩密封螺孔及螺栓4、密封圈5、感应熔炼炉6、感应线圈7、金属液8、分离环9、分离环加热感应线圈10、水冷结晶器11、结晶器支架12、连铸坯13、引锭杆14和保护气体出口15；其特征在于：密纳金属液8的感应熔炼炉6的顶部设置有一半球形保护罩3，保护罩3的底部圆周法兰边与感应熔炼炉6的炉壁顶面通过密封圈5、密封螺孔及紧固螺栓4，加以连接，组成一密封的封闭空间；保挪罩3的顶部旁侧设有保护气体入口2和出口15；保护罩3顶部中心位置开有圆孔，插有一塞棒1，塞棒1的动下端的圆锥头位于熔炼炉炉底的流液孔处，以调节金属液的流出量；熔炼炉6炉壁外侧设置有加热金属液的感应线圈7；在感应熔炼炉6的下面的金液出口处设置有分离环9，分离环9外侧设有加热用的感应线圈10；在分离环9下面设有一水冷结晶器11，藉冷却水套中的冷却水使金属液凝固并形成连铸坯13；水冷结晶器11固定安装在结晶器支架12上；冷却凝固的连铸坯13靠其下面装有的引锭杆14向下拉引出。

上述装置中，保护罩内通入的惰性气体为氮气，并保护正压状态；所用的连铸坯的金属液为铝。

为了防止浇注金属液在分离环区域凝固，可开启分离环感应线圈10以进行感应加热；要维持分离环处金属铝液温度在其熔点以上5～10℃。

实施例2

参见图2，图2为本发明的另一种水平布置形式的金属连续铸造装置。本装置与前述实施例1的装置的结构完全相同，不同的是取了水平布置形式，而且其区别主要是不设置有塞棒，不同塞棒来控制金属液的流动和流量，而在开浇之前采用引锭杆来实现金属液的封堵。

Claims (3)

1.一种设有惰性气体保护密封系统的金属铸造装置，该装置包括有：塞棒(1)、保护气体入口(2)、保护罩(3)、保护罩密封螺孔及螺栓(4)、密封圈(5)、感应熔炼炉(6)、感应线圈(7)、金属液(8)、分离环(9)、分离环加热感应线圈(10)、水冷结晶器(11)、结晶器支架(12)、连铸坯(13)、引锭杆(14)和保护气体出口(15)；其特征在于：密纳金属液(8)的感应熔炼炉(6)的顶部设置有一半球形保护罩(3)，保护罩(3)的底部圆周法兰边与感应熔炼炉(6)的炉壁顶面通过密封圈(5)、密封螺孔及紧固螺栓(4)，加以连接，组成一密封的封闭空间；保挪罩(3)的顶部旁侧设有保护气体入口(2)和出口(15)；保护罩(3)顶部中心位置开有圆孔，插有一塞棒(1)，塞棒(1)的动下端的圆锥头位于熔炼炉炉底的流液孔处，以调节金属液的流出量；熔炼炉(6)炉壁外侧设置有加热金属液的感应线圈(7)；在感应熔炼炉(6)的下面的金液出口处设置有分离环(9)，分离环(9)外侧设有加热用的感应线圈(10)；在分离环(9)下面设有一水冷结晶器(11)，藉冷却水套中的冷却水使金属液凝固并形成连铸坯(13)；水冷结晶器(11)固定安装在结晶器支架(12)上；冷却凝固的连铸坯(13)靠其下面装有的引锭杆(14)向下拉引出。

2.如权利要求1所述的一种设有惰性气体保护密封系统的金属铸造装置，其特征在于所述保护罩密封空间内通入的惰性气体为氮气或氩气，并保护正压状态；所述的连续铸造铸坯的金属液为镁、银、钛或铝。

3.如权利要求1设有惰性气体保护密封系统的金属铸造装置，除所述的垂直布置形式外，还可有一种水平布置的形式；铸造过程方式可以是连续式的，也可以是半连续式的。

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