CN102303057B - 一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法 - Google Patents

一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法，所述的设备包括熔化炉、保温炉、连铸机、连续挤压机、防氧化保温装置和活套装置。本发明将熔融金属倒入连铸设备的熔融金属池中，使熔融金属在强制水冷的结晶器内冷却和凝固；牵引机以一定的速度把铸坯从结晶器中拉出；被拉出的铸坯经过防氧化保温装置后送入连续挤压机组。由于本发明使铸造后的金属可直接带余热进行连续挤压，此时金属具有较高的塑性，变形抗力较低，因此可用较少的能量获得较大的变形，节约能量；尤其适用于在连续挤压前需要预热的金属及其合金，使连续挤压加工合金品种扩大。本发明将多道工序合并，实现了短流程，使生产周期可缩短50％以上，提高了生产效率。

Description

一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法
技术领域
本发明涉及一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法，特别涉及在连续挤压前需要预热的有色金属及其合金；也适用于连铸或连铸连轧后难以卷取，但可进行连续挤压的金属及其合金。
背景技术
连续挤压生产所用的金属绝大部分是利用连铸或连铸连轧的技术生产的，传统的连续挤压生产技术中，杆料均不需要预热，以室温状态直接送入挤压机中进行挤压，而对于一些特殊难挤压合金，连续挤压前需要预热至一定温度才能进行有效的生产，中国专利ZL200710011713.8和ZL201010234073.9均提出了连续挤压前对特殊坯料进行预热；同样对于一些连铸或连铸连轧后难以卷取的脆性坯料，需要锯切至一定长度以直料形式来供连续挤压使用，造成连续挤压时频繁的送料和过多的挤压接头，影响连续挤压产品的质量。虽然连续铸挤工艺将铸造技术与挤压技术有效的结合在一起，但在挤压过程中要考虑合金的液、固相复合工艺，使连续铸挤(castex)产品主要集中于铝、镁及其合金，而且连续铸挤工艺中具有工艺条件难以控制、产品横截面组织分布不均匀、产品黏模、生产率低下的缺点，严重制约连续铸挤的应用。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提供一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法，使铸造变形过程与挤压变形过程分阶段连续进行，有效利用连铸后金属的铸造余热，并取消从铸造到连续挤压传统工艺中铸坯的卷取、以及挤压前的清洗、放料、在线加热环节，提高生产效率，并节省能源。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种金属的连续铸造连续挤压设备，包括熔化炉、保温炉、连铸机和连续挤压机，还包括防氧化保温装置和活套装置，所述的熔化炉通过入口流槽与保温炉连接，保温炉通过出口流槽、浇包与连铸机连接，连铸机通过弧形辊道与牵引装置连接，在牵引装置后端依次设置有剪切装置、防氧化保温装置、活套装置、连续挤压机、冷却装置、导向架和收排线机，所述的剪切装置、防氧化保温装置、活套装置、连续挤压机、冷却装置、导向架和收排线机成直线排列地安装在地面基础上。
本发明所述的保温炉的出口流槽处设置流量控制阀以改变溶液的流量来适应连续挤压机的速度。
本发明所述的连续挤压机中的挤压轮轮槽的形状与铸坯的梯形断面形状相匹配。
本发明所述的连铸机是轮带式连铸机或五轮轮带式连铸机，所述的五轮轮带式连铸机包括一个铸造轮、一个张紧轮、一个压紧轮、两个导向轮及一根环形钢带。
本发明所述的连铸机是轮带式连铸机或上引连铸机或水平连铸机。
本发明所述的连续挤压机是单槽连续挤压机或双槽连续挤压机。
一种金属在线连铸热连续挤压生产方法，包括以下步骤：
A、熔炼：经加料装置将金属或合金从加料口装入熔化炉内，将金属熔化，从熔化炉出来的金属液经入口流槽流至保温炉；
B、铸造：保温炉内的金属液经出口流槽导入连铸机的浇包内，连铸机内的结晶轮按规定的方向转动，浇包内的金属液流到由钢带和结晶轮组成的浇铸腔内，钢带和结晶轮经过特定的水冷却以后，从而获得截面积一定的金属铸坯；当铸坯出铸槽后经弧形辊道进入牵引装置，再进入剪切装置剪去铸坯头部；
C、挤压：具有一定余热的铸坯经防氧化保温装置后再经过活套装置，保证连铸机的速度和连续挤压机的速度匹配；挤出的产品经过冷却装置进行冷却，经导向架由收排线机卷取，或由随动定尺系统按要求的长度锯、剪切成直材。
本发明所述的金属是有色金属或有色金属的合金。
本发明所述的的连铸机和连续挤压机可以构成一个系列，以铸坯的断面积大小为不同型号的规格特征，铸坯断面积为50～2800mm2。
本发明所述的连续挤压机的线速度控制在2.3-100m/min范围。
本发明所述的收排线机是盘式收线机或者是圈式收线机，数量是一个或者多个。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明将现有连铸工艺和连续挤压工艺进行了结合与改进，生产线集中，使生产周期可缩短50％以上，提高了生产效率。从熔炼到挤压出产品，可在一条生产线连续进行，省略了铸造后的金属的冷却、收卷、运输工序，以及连续挤压前放料、预热、换料等许多中间工序。
2、由于本发明使铸造后的金属可直接带余热进行连续挤压，此时金属具有较高的塑性，变形抗力较低，因此可用较少的能量获得较大的变形，节约能量；尤其适用于在连续挤压前需要预热的有金属及合金，使连续挤压加工合金品种扩大。
3、由于本发明使铸造后的金属无需进行收卷、以及挤压前的放料工序，避免了后续连续挤压生产中频繁的送料和过多的挤压接头，保证了连续挤压产品的质量；特别适用于经过连铸后难以卷取的金属及其合金。
4、由于本发明使铸造后的金属可直接进行连续挤压，避免了铸造后金属在运输存放过程中的污染、氧化，以及连续挤压前的金属清洗环节，提高了生产效率。
5、由于本发明在保温炉的出口流槽处设置流量控制阀改变溶液的流量，以适应挤压机的速度变化和满足产品工艺要求，并可以调节生产节奏。
6、由于本发明在连铸机和连续挤压机生产线之间设置活套装置，可通过自动控制系统使连铸机速度和连续挤压机速度匹配。
7、由于本发明采用防氧化保温装置，可最大程度的利用铸造后金属的余热，并防止氧化。
8、由于本发明整个过程为连续生产过程，挤出的产品可以无限长，接头废料少，成品率高。
9、由于本发明采用连续挤压生产方法，挤压的产品种类丰富，可以是线材，棒材，型材和带材。
附图说明
本发明共有附图2张，其中：
图1是本发明设备的结构示意图。
图2是本发明的流程图。
图中：1、熔化炉，2、入口流槽，3、保温炉，4、出口流槽，5、浇包，6、连铸机，7、弧形辊道，8、牵引装置，9、剪切装置，10、防氧化保温装置，11、活套装置，12、连续挤压机，13、冷却装置，14、导向架，15、收排线机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，一种金属在线连铸连续挤压设备，包括熔化炉1、保温炉3、连铸机6和连续挤压机12，还包括防氧化保温装置10和活套装置11，所述的熔化炉1通过入口流槽2与保温炉3连接，保温炉3通过出口流槽4、浇包5与连铸机6连接，连铸机6通过弧形辊道7与牵引装置8连接，在牵引装置8后端依次设置有剪切装置9、防氧化保温装置10、活套装置11、连续挤压机12、冷却装置13、导向架14和收排线机15，所述的剪切装置9、防氧化保温装置10、活套装置11、连续挤压机12、冷却装置13、导向架14和收排线机15成直线排列地安装在地面基础上。
本发明所述的连续挤压机12中的挤压轮轮槽的形状与铸坯的形状相匹配。
本发明所述的连铸机6是轮带式连铸机6或五轮轮带式连铸机6，所述的五轮轮带式连铸机6包括一个铸造轮、一个张紧轮、一个压紧轮、两个导向轮及一根环形钢带。
本发明所述的连铸机6是轮带式连铸机6或上引连铸机6或水平连铸机6。
本发明所述的连续挤压机12是单槽连续挤压机12或双槽连续挤压机12。
一种金属的连续铸造连续挤压生产方法，包括以下步骤：
A、熔炼：经加料装置将金属或合金从加料口装入熔化炉1内，将金属熔化，从熔化炉1出来的金属液经入口流槽流至保温炉3；
B、铸造：保温炉3内的金属液经出口流槽4导入连铸机6的浇包5内，连铸机6内的结晶轮按规定的方向转动，浇包5内的金属液流到由钢带和结晶轮组成的浇铸腔内，钢带和结晶轮经过特定的水冷却以后，从而获得一定截面积的金属铸坯；当铸坯出铸槽时，铸坯经弧形辊道7进入牵引装置8，再进入剪切装置9剪去铸坯头部；
C、挤压：具有一定余热的铸坯经防氧化保温装置10后再经过活套装置11，保证连铸机6的速度和连续挤压机12的速度匹配；挤出的产品经过冷却装置13进行冷却，经导向架14由收排线机15卷取，或由随动定尺系统按要求的长度锯、剪切成直材。
本发明所述的金属是有色金属及其合金。
本发明所述的保温炉的出口流槽处设置流量控制阀以改变溶液的流量，以适应挤压机的速度在2.3-100m/min范围，满足产品工艺要求。
本发明要实现连铸与连续挤压稳定均衡连续化生产，要保证铸坯进入挤压机的线速度与铸坯的线速度匹配，连续挤压机12的线速度可控制在2.3-100m/min范围。
本发明的连铸机6和连续挤压机12生产线之间设置活套11，通过自动控制系统使前后连铸机6和连续挤压机12的速度匹配。
本发明所述的收排线机15根据产品可以是盘式收线机或者是圈式收线机，数量可以是一个或者多个。
本发明生产的产品可以是线材、棒材、型材和带材。

Claims (10)

1.一种金属的连续铸造连续挤压设备，包括熔化炉（1）、保温炉（3）、连铸机（6）和连续挤压机（12），其特征在于：还包括防氧化保温装置（10）和活套装置（11），所述的熔化炉（1）通过入口流槽（2）与保温炉（3）连接，保温炉（3）通过出口流槽（4）、浇包（5）与连铸机（6）连接，连铸机（6）通过弧形辊道（7）与牵引装置（8）连接，在牵引装置（8）后端依次设置有剪切装置（9）、防氧化保温装置（10）、活套装置（11）、连续挤压机（12）、冷却装置（13）、导向架（14）和收排线机（15），所述的剪切装置（9）、防氧化保温装置（10）、活套装置（11）、连续挤压机（12）、冷却装置（13）、导向架（14）和收排线机（15）成直线排列地安装在地面基础上。
2.根据权利要求1所述的一种金属的连续铸造连续挤压设备，其特征在于：所述的连续挤压机（12）中的挤压轮轮槽的形状与铸坯的形状相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种金属的连续铸造连续挤压设备，其特征在于：所述的保温炉（3）的出口流槽处设置流量控制阀，改变溶液的流量以适应连续挤压机（12）的速度要求。
4.根据权利要求1所述的一种金属的连续铸造连续挤压设备，其特征在于：所述的连铸机（6）是轮带式连铸机（6）或五轮轮带式连铸机（6），所述的五轮轮带式连铸机（6）包括一个铸造轮、一个张紧轮、一个压紧轮、两个导向轮及一根环形钢带。
5.根据权利要求1所述的一种金属的连续铸造连续挤压设备，其特征在于：所述的连铸机（6）是轮带式连铸机（6）或上引连铸机（6）或水平连铸机（6）。
6.根据权利要求1所述的一种金属的连续铸造连续挤压设备，其特征在于：所述的连续挤压机（12）是单槽连续挤压机（12）或双槽连续挤压机（12）。
7.一种金属的连续铸造连续挤压生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、熔炼：经加料装置将金属或合金从加料口装入熔化炉（1）内，将金属熔化，从熔化炉（1）出来的金属液经流入口槽流至保温炉（3）；
B、铸造：保温炉（3）内的金属液经出口流槽（4）导入连铸机（6）的浇包（5）内，连铸机（6）内的结晶轮按规定的方向转动，浇包（5）内的金属液流到由钢带和结晶轮组成的浇铸腔内，钢带和结晶轮经过特定的水冷却以后，从而获得一定截面积的金属铸坯；当铸坯出铸槽后经弧形辊道（7）进入牵引装置（8），再进入剪切装置（9）剪去铸坯头部；
C、挤压：具有一定余热的铸坯经防氧化保温装置（10）后再经过活套装置（11），保证连铸机（6）的速度和连续挤压机（12）的速度匹配；挤出的产品经过冷却装置（13）进行冷却，经导向架（14）由收排线机（15）卷取，或由随动定尺系统按要求的长度锯、剪切成直材。
8.根据权利要求7所述的一种金属的连续铸造连续挤压生产方法，其特征在于：所述的收排线机（15）是盘式收线机（15）或者是圈式收线机（15），数量是一个或者多个。
9.根据权利要求7或8所述的一种金属的连续铸造连续挤压生产方法，其特征在于：所述的金属是有色金属或有色金属的合金。
10.根据权利要求7或8所述的一种金属的连续铸造连续挤压生产方法，其特征在于：所述的连续挤压机（12）的线速度控制在2.3-100m/min。
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