CN106102960A - 真空熔化铸造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可对铸造产品大致均匀地进行二次冷却并可小型化的真空熔化铸造装置。密闭容器(1)内包括：熔化炉(2)；对熔化炉熔化的金属溶液进行一次冷却并形成铸造产品的冷却辊(4)；以及接收由冷却辊形成的铸造产品并进行二次冷却的可自由旋转的冷却滚筒(5)。冷却滚筒包括：以具有设置在一侧的接收铸造产品的接收口(52)以及设置在另一侧的排出二次冷却后的铸造产品的排出口(53)的方向为长度方向的筒状部件(51)；以及随着筒状部件的旋转将从接收口接收的铸造产品运送到排出口的传送装置(54、55)。

Description

真空熔化铸造装置
技术领域
本发明涉及一种熔化金属材料并通过薄带连铸法形成铸造产品的真空熔化铸造装置。
背景技术
这种真空熔化铸造装置已知例如专利文件1。该产品在连接了真空排气管和气体导入管的密闭容器内具有熔化炉、通过对熔化炉熔化的金属熔液进行薄带连铸并一次冷却而形成铸造产品的冷却辊、以及接收由冷却辊形成的铸造产品并进行二次冷却的可自由旋转的冷却滚筒。冷却滚筒由以水平状态收纳在密闭容器内的有底筒状部件构成，冷却滚筒的外周面上设置有冷却水套。冷却滚筒底侧的封闭端设置为旋转轴隔着旋转密封部向外突出，旋转轴经传送带与电机相连且冷却滚筒可通过电机进行正向和反向旋转。
在冷却滚筒的内周面设置有螺旋状的脊。并且，使冷却滚筒正向旋转，通过脊将铸造产品从冷却滚筒一侧的开口端运送到封闭端侧，使铸造产品在冷却滚筒内临时堆积并冷却。一旦堆积的铸造产品达到规定量，则使冷却滚筒反向旋转，将二次冷却完毕的铸造产品运送到冷却滚筒的开口端侧，从开口端排出。
此处，在上述以往例中，存在由于在冷却滚筒内临时堆积全部的薄带连铸后的铸造产品，如果考虑生产效率的话，需要使冷却滚筒本身大型化，这样一来，就无法避免真空熔化铸造装置大型化的问题。再有，还存在如果使铸造产品在冷却滚筒内临时堆积并冷却，则铸造产品的冷却速度在靠近冷却滚筒的内周面的位置和远离冷却滚筒的内周面的位置会有所差别，无法大致均匀地二次冷却全部铸造产品的问题。
然而，在铸造产品是钕铁硼系烧结磁铁用合金原料的情况下，在由冷却辊一次冷却时主成分凝固，稀土类成分的一部分以液相存在，在二次冷却时凝固。此时，一旦如上所述，冷却速度有所差别，则稀土类成分的凝固状态改变，结果是制得烧结磁铁时无法得到所需的磁特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：再发表2011/67910号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
因此，鉴于以上内容，本发明的目的是提供一种可对铸造产品大致均匀地进行二次冷却，并使其小型化的真空熔化铸造装置。
解决技术问题的手段
为解决上述技术问题，本发明的真空熔化铸造装置，其特征在于，在连接有真空排气管的密闭容器内，包括：熔化炉；对熔化炉熔化的金属溶液进行一次冷却并形成铸造产品的冷却辊；以及接收由冷却辊形成的铸造产品并进行二次冷却的可自由旋转的冷却滚筒；冷却滚筒包括：以具有设置在一侧的接收铸造产品的接收口以及设置在另一侧的排出二次冷却后的铸造产品的排出口的方向为长度方向的筒状部件；以及随着筒状部件的旋转将从接收口接收的铸造产品运送到排出口的传送装置。
根据本发明，由于采用了根据冷却滚筒的转数将接收到冷却滚筒中的铸造产品从接收口侧逐步运送到排出口侧，且在该运送过程中，通过与冷却滚筒的内周面的热交换进行二次冷却并从排出口排出的结构，与如上述以往例所述的将铸造产品临时堆积的结构不同，可大致均匀地冷却铸造产品，并且，如果改变冷却滚筒的转数的话还可改变冷却速度。再有，由于不受限于生产效率，冷却滚筒只要有与铸造产品待冷却到的温度对应的长度和内直径即可，所以可使冷却滚筒小型化，其结果是真空熔化铸造装置也可小型化。
在本发明中，优选所述传送装置包括设置在所述筒状部件的内周面的螺旋状的第一脊和直线状的至少一根第二脊。抑制接收到冷却滚筒中的铸造产品局部堆积在该冷却滚筒内，每次将规定量的铸造产品高效地从接收口侧逐步运送到排出口侧。
再有，在本发明中，优选还具有在经所述冷却辊一次冷却后的铸造产品运送到接收口之前，对该一次冷却后的铸造产品进行粉碎的粉碎装置。由此，可在接收到冷却辊内之前，通过粉碎进行了薄带连铸的铸造产品，预先使该铸造产品的尺寸大致均等，来对铸造产品更均匀地进行二次冷却。
进而，如果采用还包括导入促进所述筒状部件内的铸造部的二次冷却的冷却气体的冷却气体导入装置的结构的话，则可进一步缩短冷却滚筒的长度或直径，可进一步实现真空熔化铸造装置的小型化。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的真空熔化铸造装置的结构的剖面示意图；
图2是放大示出图1的设计要点的剖面图；
图3是冷却滚筒内设置的传送装置的侧面图。
具体实施方式
下面参照附图，说明本发明的真空熔化铸造装置的实施方式。下文中表示上、下、左、右等方向的用语以图1为基准。
参照图1，CM是本发明的实施方式的真空熔化铸造装置，该真空熔化铸造装置CM包括密闭容器(真空腔室)1，其连接有来自图外真空泵的真空排气管11。密闭容器1由立式筒状的主容器部1a和与主容器部1a的下部相连的卧式筒状的副容器部1b构成。在主容器部1a的上端，设置有可自由开合的盖12。再有，主容器部1a内收纳有熔化炉2、中间包3以及冷却辊4，副容器部1b内收纳有冷却滚筒5和上面开口的回收箱6。
熔化炉2的上端部由设立在主容器部1a内的支撑立柱21枢转支撑，由气缸22将熔化炉2从图1中实线所示的朝上的姿态倾转为虚线所示的向前下倾斜的姿态。并且，在打开盖12的状态下将金属材料投入朝上的姿态的熔化炉2内后，闭合盖12，在熔化炉2内感应加热并熔化金属材料。金属材料熔化完毕后，使熔化炉2倾转为倾斜的姿态，将熔化炉2内的金属溶液倒入中间包3。此外，作为金属材料，例如可使用钕铁硼系烧结磁铁用合金原料。
中间包3是陶瓷材质的箱形产品，从设置在其底面部的管嘴31上的横向狭缝将金属溶液定量地提供给冷却辊4进行薄带连铸。冷却辊4以0.1～5.0米/秒旋转，从内部对其外周面进行水冷却。由冷却辊4进行了薄带连铸的金属溶液在冷却辊4的外周面进行一次冷却并凝固，成为薄带状的铸造产品并从冷却辊4剥离。
再有，主容器部1a上连接有与惰性气体等的供气源相连的气体导入管14。并且，在熔化投入到熔化炉2内的金属材料时，首先，通过真空排气管11排气使密闭容器1内成为真空，将金属材料中包含的水分等气化的成分脱气，之后，在金属材料熔化到某种程度时，从气体导入管14向密闭容器1内导入惰性气体，使密闭容器1的内压上升，抑制熔化炉2内的金属材料的蒸散。并且，将铸造产品置于冷却辊4的下方，经分别设置在主容器部1a和副容器部1b上的投入口13落入副容器部1b，经副容器部1b内设置的向右下倾斜的槽7投入到冷却滚筒5内，在冷却滚筒5内二次冷却。在此情况下，在主容器部1a内从冷却辊4到入口13的铸造产品的下落路径上，设置有由一对辊81、82构成的粉碎装置8，在接收到冷却滚筒5内之前，将铸造产品粉碎成大致均等的尺寸。
如图2及图3所示，冷却滚筒5包括在一方向上较长的筒状部件51，筒状部件51由副容器部1b的右侧壁悬臂支撑并水平收纳在副容器部1b内。在筒状部件51的左端面上设置有插入有槽7的前端部的铸造产品的接收口52，并且在筒状部件51的右端外周面上，以180度的间隔在周方向上设置有排出二次冷却后的铸造产品的两个排出口53。再有，在筒状部件51的内周面上，在其长度方向的大致全长上设置有螺旋状的第一脊54，并且在其长度方向的大致全长上以180度的间隔在周方向上设置有两根直线状的第二脊55。本实施方式中，旋转的筒状部件51内的第一脊54和第二脊55构成传送装置，使冷却滚筒5向一个方向旋转时，通过第一脊54和第二脊55的每次将规定量的铸造产品高效地从接收口52侧逐步运送到排出口53侧。此时，筒状部件51根据待二次冷却的铸造产品的温度等以1～60rpm的旋转速度旋转。进而，可在筒状部件51的外周面设置冷却套56，使冷却介质(例如冷却水)进行循环并冷却筒状部件51的内表面。再有，主容器部1b上设置有与氩气或氦气等促进铸造物的二次冷却的冷却气体的供给源相连、并向接收口52导入冷却气体的冷却气体导入装置的气管9。
在筒状部件51的右端面上形成有接合部57，接合部57上连接有穿通副容器部1b的侧面的旋转轴58。旋转轴58经轴承59a由设置在副容器部1b的侧面上的筒状的支撑部件59支撑。在旋转轴58的内部，可形成冷却介质用的前进循环通路58a以及在前进循环通路58a周围形成的返回循环通路58b，经设置在接合部57内的连接管57a将冷却介质循环到冷却套56。再有，设置在旋转轴58端部的滑轮Mp1和配置在副容器部1b的外侧的电机M的旋转轴Ma上设置的滑轮Mp2上卷绕传送带Mv，旋转轴58可通过传送带Mv连接旋转筒5，通过电机M使旋转筒5向一个方向旋转。此外，筒状部件51的长度、直径或第一脊54的间隔考量冷却辊4的旋转速度或铸造产品的需冷却到的温度等而适当设置。
回收箱6配置在副容器部1b内冷却滚筒5的排出口53的正下方，接收从排出口53落下的铸造产品并回收。回收箱6上设置有脚轮61，且副容器部1b的右侧壁的下侧设置有开合门15，使回收箱6移动，在副容器部1b内自由进出。
由于采用上述实施方式，根据筒状部件51的转数将接收到筒状部件51中的铸造产品从接收口52侧逐步运送到排出口53侧，在该运送过程中，通过与筒状部件51的内周面的热交换进行二次冷却并从排出口53排出，所以与上述以往例所述的使铸造产品临时堆积的结构不同，可大致均匀地冷却铸造产品，并且，如果改变筒状部件51的转数的话还可改变冷却速度。再有，由于不受限于生产效率，筒状部件51只要有与铸造产品待冷却到的温度对应的长度和内直径即可，所以在具有冷却气体导入装置之外，还可进一步缩短筒状部件51的长度和直径，可使真空熔化铸造装置更加小型化。
进而，由于在筒状部件51的内面设置有第一脊54和第二脊55，所以可抑制接收到筒状部件51中的铸造产品在该筒状部件51内局部堆积，将规定量的铸造产品高效地从接收口52侧逐步运送到排出口53侧。并且，由于设置粉碎装置8，在接收到筒状部件51内之前，粉碎铸造产品并使该铸造产品的尺寸大致均等，所以可进一步均匀地二次冷却。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述内容。在上述实施方式中，以具有在筒状部件51的内周面上设置的螺旋状的第一脊54和设置成直线状的两根第二脊55构成的传送装置为例进行了说明，但只要是能将规定量的铸造产品高效地从接收口52侧逐步运送到排出口53侧的产品，对其形式没有任何限制。再有，此处设置的是以规定间隔在筒状部件51的内面分别设置偏心环状的部件整体呈螺旋状的第一脊54，但并不仅限于此，也可以是一体成型的产品。再有，以副容器部1b的壁面水平悬臂支撑筒状部件51的结构为例进行了说明，但也可将支撑筒状部件51的周面的支撑杆设置在副容器部1b上。再有，也可将筒状部件51配置为向右下倾斜，将铸造产品高效地从接收口52侧逐步运送到排出口53侧。此时，筒状部件51本身构成传送装置。
附图标记说明
CM…真空熔化铸造装置、1…密闭容器、2…熔化炉、4…冷却辊、5…冷却滚筒、51…筒状部件(冷却滚筒)、52…接收口、53…排出口、54…第一脊(传送装置)、55…第二脊(传送装置)、8…粉碎装置、9…气管(冷却气体导入装置)。

Claims (4)

1.一种真空熔化铸造装置，其特征在于，在连接有真空排气管的密闭容器内，包括：
熔化炉；
对熔化炉熔化的金属溶液进行一次冷却并形成铸造产品的冷却辊；以及
接收由冷却辊形成的铸造产品并进行二次冷却的可自由旋转的冷却滚筒；
冷却滚筒包括：
以具有设置在一侧的接收铸造产品的接收口以及设置在另一侧的排出二次冷却后的铸造产品的排出口的方向为长度方向的筒状部件；以及
随着筒状部件的旋转将从接收口接收的铸造产品运送到排出口的传送装置。
2.根据权利要求1所述的真空熔化铸造装置，其特征在于：
所述传送装置包括设置在所述筒状部件的内周面的螺旋状的第一脊和直线状的至少一根第二脊。
3.根据权利要求1或2所述的真空熔化铸造装置，其特征在于：
还具有在经所述冷却辊一次冷却后的铸造产品运送到接收口之前，对该一次冷却后的铸造产品进行粉碎的粉碎装置。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的真空熔化铸造装置，其特征在于：
还包括导入促进所述筒状部件内的铸造物的二次冷却的冷却气体的冷却气体导入装置。
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