CN103909238B - 一种自动化多坩埚组合式非晶制带机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化多坩埚组合式非晶制带机，包括机架，其特征在于：所述机架上设有底座，底座上设有加工机构、转轴驱动装置和剥离器，加工机构包括支撑架、转轴、导向座、移动座和冷却辊，机架上还设有立柱台，立柱台内设有控制机构，立柱台上安装有可旋转的立柱，立柱外侧安装有伺服电机、线圈单元和坩埚底座，其中坩埚底座内安装有可旋转的坩埚，伺服电机能调节坩埚底座升降，线圈单元内径大于坩埚底座外径且可升降，立柱顶部设有开盖装置，控制机构分别与伺服电机、线圈单元和坩埚底座等部件连接，从而实现对整机的自动化控制。本发明安全可靠，加工精度高，产品应用面广，能充分满足市场对优质非晶带材的需求。

Description

一种自动化多坩埚组合式非晶制带机

技术领域

本发明涉及一种非晶制带机，尤其是一种自动化多坩埚组合式非晶制带机。

背景技术

非晶带材是由熔融状态下的铁合金急速冷却而成，非晶带材铁损极低，导磁性好，将其用于制作变压器的铁心有着良好的节能效果，其市场前景十分良好。在制备优质非晶带材的过程中，需将钢液快速冷却成型为带材并用剥离器刮开，因此对非晶制带机的性能要求很高。现有技术中，申请公布号为CN 101952069 A的发明提供了一种非晶态合金薄带的制造装置及制造方法，能够以工业规模制造板厚较大的非晶态合金薄带，具体为在非晶态合金薄带S的制造装置中设置有：一个中频熔融炉、一个喷嘴坩埚包（即一炉单包）、一对冷却辊；驱动单元，使这些冷却辊旋转；坩埚，向冷却辊的外周面及冷却辊的外周面依次供给合金熔体；可以在使冷却辊旋转并进行水冷的同时，向冷却辊交替供给合金熔体，该发明结构简单，设计合理，实现非晶带材生产的规模化，但其所制成的产品厚度大，超过25μm，同时自动化控制程度低，当出现意外“闷包”（喷嘴包堵塞）时整炉钢液无法浇喷，造成巨大浪费，不利于生产的连续稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明为一炉三包结构，提供一种安全可靠、加工精度高、产品应用面广的自动化多坩埚组合式非晶制带机。

本发明的技术方案为：一种自动化多坩埚组合式非晶制带机，包括机架，其特征在于：所述机架上设有能左右滑动的底座，底座上设有加工机构、转轴驱动装置和剥离器，加工机构包括支撑架、转轴、导向座、移动座和冷却辊，所述支撑架、转轴、导向座和移动座均为两个，转轴安装在支撑架上，转轴中空且一端设有旋转接头，旋转接头用于与水管连接并通冷却水，转轴另一端固定安装有导向座，导向座外侧安装有移动座，移动座可在导向座上调节左右位置，两个移动座之间通过轴承固定安装有一个冷却辊，冷却辊内设置有与转轴相连通的冷却水通道，转轴驱动装置用于转动转轴，剥离器用于剥离在冷却辊上成型的带材；

所述机架上还设有立柱台，立柱台位于底座后侧，立柱台内设有控制机构，立柱台上安装有可旋转的立柱，立柱通过立柱转轴与立柱台连接，立柱的截面呈多边形，外侧安装有伺服电机、线圈单元和坩埚底座，其中坩埚底座呈环形，坩埚底座通过滑块与设置在立柱上的坩埚导轨可活动连接，坩埚底座内安装有可旋转的坩埚，坩埚上设有顶盖，顶盖上设有输气管，坩埚底部设有喷嘴，伺服电机通过控制机构能调节坩埚底座的升降，线圈单元通过滑板与设置在立柱上的线圈导轨连接并可上下升降，线圈单元呈环形，且线圈单元内径大于坩埚底座外径，立柱顶部设有开盖装置，开盖装置包括相连的气缸和连接杆，所述气缸通过连接杆可打开或关闭坩埚的顶盖，控制机构分别与立柱转轴、伺服电机、线圈单元、坩埚和气缸连接，用于调节立柱的旋转速度和角度、伺服电机的工作状态、线圈单元和坩埚底座的升降以及气缸的伸缩状态。

所述转轴驱动装置包括转轴电机、皮带轮和皮带，所述转轴电机设置在底座上，皮带轮有两个，一个皮带轮安装在转轴电机一端，另一个皮带轮安装在转轴上，两个皮带轮之间设有皮带。

优选地，所述立柱的截面呈六边形，立柱上分别安装有三个坩埚底座和三个伺服电机，且坩埚底座和伺服电机在立柱的侧面上呈120°交替分布。

所述坩埚呈圆筒形，输气管上设有调压阀，输气管与机架外侧的压力源相连，用于在坩埚内保持稳定气压，坩埚内设有内腔，坩埚底部设有放料口，内腔底部通过流道与喷嘴相连，流道上设有可调节液体流量的阀门，流道、喷嘴和阀门数目相同。

所述冷却辊为由铜或铜合金制成的冷却辊。

本发明的工作原理为：通过旋转立柱可使多个坩埚进行轮换并同时完成进料、加热保温和制带作业，坩埚的数量优选为三个，当其中一个坩埚进料时，通过驱动气缸可打开其顶盖并倾倒入钢液原料，另一个坩埚则通过关闭顶盖并通过线圈单元以设定的功率对坩埚进行加热，并使坩埚温度上升至1380-1400℃并进行保温备用，当在工作的喷嘴包意外“闷包”时可通过机构快速更换备用坩埚喷包继续进行喷带。本发明中机架外部的压力源可通过顶盖上输气管向坩埚内提供适当的气压，另一个坩埚则进行制带作业，制带过程中可通过压力源和调压阀向坩埚内补充气体以稳定坩埚内的气压，同时设计坩埚上的喷嘴和冷却辊相距0.3-0.5mm，从而使料液能保持适当且稳定的流速，同时通过水管和转轴能向冷却辊内提供一定速度的冷却水，且通过底座上的转轴驱动装置能带动转轴和冷却辊进行高速旋转，从而料液接触到冷却辊时迅速冷却并凝固成非晶带材，带材的宽度由喷嘴缝的长度决定，带材的厚度则主要由喷嘴缝的宽度决定，如设计为0.7mm，成型的非晶带材经剥离器剥离后再进行卷取就形成了最终产品。

本发明的有益效果为：

1.实现了一炉多包大大减少故障损失时间，高度的自动化控制，使用方便，故障率低，安全可靠，驱动立柱转轴能使多个坩埚进行轮换并使进料、熔炼和制带等不同作业步骤同时进行，大大节约了制带时间，提高了制带效率，促进了非晶带材的规模化生产，并且能制作出厚度范围宽、质量优良、应用面广的非晶带材产品，从而更好的适应市场需求；

2.结构设计合理，各部件能高度配合，其中线圈单元、坩埚底座可自动升降，顶盖可根据相关的作业打开或关闭，冷却辊在移动座上以及底座在机架上能分别进行左右移动，通过控制好线圈单元的加热功率及位置可确保料液品质，通过改变坩埚底座的高度可调整从喷嘴到冷却辊之间的距离，通过将多喷嘴坩埚在坩埚底座上旋转，可在喷嘴堵塞时使用另一个喷嘴以稳定生产，压力源能向坩埚内提供合适气压以使料液获得稳定流速，通过调节冷却辊的转速和控制好冷却水流速可使料液在冷却辊上成型为所需的非晶带材，因而提高了加工精度，提升了产品品质。

附图说明

图1为本发明所述的自动化多坩埚组合式非晶制带机的俯视图；

图2为本发明所述的自动化多坩埚组合式非晶制带机的主视图；

图3为本发明所述的自动化多坩埚组合式非晶制带机的冷却辊部分的示意图。

图中，1-机架，2-底座，3-立柱台，4-立柱，5-线圈单元，6-坩埚，7-冷却辊，8-转轴电机，9-皮带，21-支撑架，22-剥离器，41-伺服电机，42-气缸，43-连接杆，51-滑板，52-线圈导轨，61-坩埚底座，62-顶盖，63-喷嘴，71-移动座，72-导向座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1和图2所示，一种自动化多坩埚6组合式非晶制带机，包括机架1，在机架1上设有能通过气缸驱动进行左右滑动的底座2，底座2上设有加工机构、转轴驱动装置和剥离器22，加工机构包括支撑架21、转轴、导向座72、移动座71和冷却辊7，支撑架21、转轴、导向座72和移动座71均为两个，转轴安装在支撑架21上，转轴中空且一端设有旋转接头（图未示），旋转接头（图未示）用于与水管连接并通冷却水，如图3所示，转轴另一端固定安装有导向座72，导向座72外侧安装有移动座71，移动座71可在导向座72上调节左右位置，两个移动座71之间通过轴承固定安装有一个由铜制成的冷却辊7，冷却辊7内设置有与转轴相连通的冷却水通道，如图1和图2所示，转轴驱动装置包括转轴电机8、皮带轮和皮带9，转轴电机8设置在底座2上，皮带轮有两个，一个皮带轮安装在转轴电机8一端，另一个皮带轮安装在转轴上，两个皮带轮之间设有皮带9，转轴驱动装置用于转动转轴，剥离器22用于剥离在冷却辊7上成型的带材。

又如图1和图2所示，机架1上还设有立柱台3，立柱台3内设置有控制机构，立柱台3位于底座2后侧，立柱台3上安装有可旋转的立柱4，立柱4通过立柱转轴（图未示）与立柱台3连接，立柱4的截面呈六边形，立柱4外侧面安装有伺服电机41、线圈单元5和坩埚底座61，伺服电机41、线圈单元5和坩埚底座61均有三个，且伺服电机41和坩埚底座61在立柱4的外侧呈交替分布，坩埚底座61呈环形，坩埚底座61通过滑块与设置在立柱4上的坩埚导轨可活动连接，坩埚底座61内安装有可旋转的圆筒形坩埚6，坩埚6上设有顶盖62，顶盖62上设有输气管（图未示），输气管（图未示）上带调压阀且与机架外侧的压力源相连，用于在坩埚6内保持稳定气压，坩埚6底部设有喷嘴63，坩埚6内设有内腔，坩埚6底部设有放料口，内腔底部分别通过4条流道与4个喷嘴63相连，每条流道上均设有可调节液体流量的阀门，伺服电机41通过控制机构能调节坩埚底座61的升降，线圈单元5通过滑板51与设置在立柱4上的线圈导轨52连接并可上下升降，且线圈单元5内径大于坩埚底座61的外径，立柱4顶部设有开盖装置，开盖装置包括气缸42和连接杆43，气缸42通过连接杆43可打开或关闭坩埚6的顶盖62，控制机构分别与立柱转轴（图未示）、伺服电机41、线圈单元5、坩埚6和气缸42等部件连接，用于调节立柱4的旋转速度和角度、伺服电机41的工作状态、线圈单元5和坩埚底座61的升降以及气缸42的伸缩状态。

具体实施时，通过旋转立柱4可使3个坩埚6进行轮换并同时完成进料、加热保温和制带作业，当其中一个坩埚6进料时，通过驱动气缸42可打开其顶盖62并倾倒入Fe、Si、B合金钢液，其具体组成为Fe占80%左右、Si和B合金占20%左右，一个坩埚6则通过关闭顶盖62并通过线圈单元5以设定功率对坩埚6进行加热，并使坩埚6温度上升至接近1400℃并进行保温备用，同时外部的压力源可通过顶盖62上的输气管（图未示）向坩埚6内提供适当的气压，另一个坩埚6则进行制带作业，制带过程中可通过压力源和调压阀向坩埚6内补充气体以稳定坩埚6内的气压至约0.4MPa，从而使料液能保持稳定的流速，由于料液和冷却辊7之间保持一定距离，通过水管和转轴能向冷却辊7内提供一定速度的冷却水，同时通过底座2上的转轴驱动装置能带动转轴和冷却辊7以30-40m/s进行高速旋转，料液接触到冷却辊7时迅速冷却并凝固成具有所需宽度和厚度的非晶带材，成型的非晶带材经剥离器22剥离后再进行卷取就形成了最终产品。因此，本发明安全可靠，加工精度高，产品应用面广，能充分满足市场对优质非晶带材的需求。

Claims (3)

1.一种自动化多坩埚组合式非晶制带机，包括机架，其特征在于：所述机架上设有能左右滑动的底座，底座上设有加工机构、转轴驱动装置和剥离器，加工机构包括支撑架、转轴、导向座、移动座和冷却辊，所述支撑架、转轴、导向座和移动座均为两个，转轴安装在支撑架上，转轴中空且一端设有旋转接头，转轴另一端固定安装有导向座，导向座外侧安装有移动座，两个移动座之间固定安装有一个冷却辊，冷却辊内设置有与转轴相连通的冷却水通道；所述机架上还设有立柱台，立柱台内设有控制机构，立柱台上安装有可旋转的立柱，立柱通过立柱转轴与立柱台连接，立柱外侧安装有伺服电机、线圈单元和坩埚底座，其中坩埚底座通过滑块与设置在立柱上的坩埚导轨可活动连接，坩埚底座内安装有可旋转的坩埚，坩埚上设有顶盖，顶盖上设有输气管，坩埚底部设有喷嘴，伺服电机通过控制机构能调节坩埚底座的升降，线圈单元通过滑板与设置在立柱上的线圈导轨连接并可上下升降，立柱顶部设有开盖装置，开盖装置包括相连的气缸和连接杆，控制机构分别与立柱转轴、伺服电机、线圈单元、坩埚底座和气缸连接，所述坩埚呈圆筒形，输气管上设有调压阀，输气管与压力源相连，用于在坩埚内保持稳定气压，坩埚内设有内腔，坩埚底部设有放料口，内腔底部通过流道与喷嘴相连，流道上设有可调节液体流量的阀门，流道、喷嘴和阀门数目相同。

2.根据权利要求1所述的自动化多坩埚组合式非晶制带机，其特征在于：所述转轴驱动装置包括转轴电机、皮带轮和皮带，所述转轴电机设置在底座上，皮带轮有两个，一个皮带轮安装在转轴电机一端，另一个皮带轮安装在转轴上，两个皮带轮之间设有皮带。

3.根据权利要求1或2所述的自动化多坩埚组合式非晶制带机，其特征在于：所述立柱的截面呈六边形，立柱上分别安装有三个坩埚底座和三个伺服电机，且坩埚底座和伺服电机在立柱的侧面上呈120°交替分布。