CN1067305C - 一种在金属浇注过程中消除杂质的装置 - Google Patents

Abstract

一种在金属浇注过程中用于消除杂质的装置，包括至少一个浇包2，该浇包2形成一个输出的虹吸管3并可绕着一个转轴14倾斜。从该虹吸管3开始，浇包2由端部在一个挡槽5的一个管道4延伸，所述的元件形成一个单一的部件。该槽5底部有输出孔7并且该槽5外部衬有一陶瓷织物10，该陶瓷织物10作为一个用于阻挡杂质的过滤器。

Description

一种在金属浇注过程中消除杂质的装置

本发明涉及一种在金属浇注过程中消除杂质的装置，特别消除在熔融金属表面上以熔渣形式上浮的杂质，特别包括金属氧化物的杂质。本发明特别可用于例如锌的有色金属的浇注。

所有以熔融状态离开熔化炉的金属都含有通常由上述的金属的氧化物颗粒组成。

当金属浇注入一个铸锭模并且静止放置时，这些杂质升至表面并以熔渣的形式浮在其上。不考虑这些杂质，在浇注操作过程中所产生的金属氧化物的量，取决于熔融金属处理的方式。氧化物的量随着浇注速度而增加或减少。如果浇注速度稳定，以熔渣形成的氧化物的比例仍将依赖于金属下落到铸锭模的高度而增加或减少。

凝固后，熔渣保留在铸锭上，从而污染该金属。熔渣也获得一海绵状组织，周围环境湿度、雨水和类似的渗透进入该组织使得铸锭后续的再次熔化变得很危险。

主要由于这些缺点，因此希望得到没有这样的熔渣并从而摆脱熔渣所引起的缺点的铸锭。因此必须消除由熔化炉产生的或在熔融金属的处理过程中产生的杂质。

由于所述的这些原因，因此只要熔融金属浇入铸锭模中，这些杂质通常在铸锭模上消除。这样避免了当金属静止放置时的进一步氧化的危险。

利用在熔融金属表面上移动的勺去除浇注到铸模中的熔融金属的杂质，勺从其中一个边缘开始移动，以便一直拖动勺并且收集浮渣。通常使用两个勺并且在两个勺之间收集熔渣。该勺可人工操作或机械操作。人工操作既吃力又危险，而机械操作包括设备的投资、维修设备的花费和其它花费。

为了解决这些问题，本申请人的西班牙专利466025指出了一种在金属浇注过程中分离熔渣的设备，并且包括两个分开的阶段或步骤，这两个步骤都基于在熔融金属从熔化炉到铸模的移动过程中阻挡熔渣，在阻挡熔渣过程中保留该第一个步骤或阶段。出现在熔融金属从熔化炉达到的浇包中。最后，在浇包的输出口形成一个虹吸管并且熔融金属流过虹吸管以便阻挡浮在金属上的熔渣。在浇包和铸锭模之间，熔融金属流经一个管道，该管道将熔融金属排放到铸锭模，搅动金属并因而进一步产生氧化物的量。利用一个挡渣槽这些氧化物在第二或者分开的阶段中被保留，该挡渣槽位于铸锭模的底部上并且在该挡渣槽上来自浇包的输出管道，该槽形形成有多个输出孔，该输出孔直接开到铸模的底部，因而进一步避免氧化物的形成。

这种设备可有效地阻挡浮在熔融金属上的杂质，但是需要有独立的部件，即浇包和挡渣槽，以及相应的操作设备，而这些部件必须相互间协调操作。

另一方面，该浇包必须安装一个用于在两个端部位置使浇包倾斜的设备，该两个端部位置，即一个前面或充填位置和一个浇注位置，在该前面或充填位置，该浇包接纳来自熔化炉的熔融金属，并且虹吸管的输出口位于在使铸模内的金属达到的一个高度之上；在该浇注位置，虹吸管的输出口下降到一个可使熔融金属流过足够的量以充填一个或多个铸锭模的高度。同时，挡渣槽必须安装在一个用于在一个底部位置和一个顶部位置之间垂直移动挡渣槽的设备中，在该底部位置挡渣槽放置在铸模的底部以容纳来自浇包的熔融金属，在该顶部位置挡渣槽位于铸锭模壁的边缘上方以使铸模能够移动。

本发明涉及一种在金属浇注过程中消除杂质的装置，所设计的装置可大大减少熔融金属从熔化炉到铸锭模的流动过程中氧化物的生成。

本发明的另一个目的是利用减少用于分离杂质的装置移动部件的数量，并且从而减少使这些部件动作所需要的设备而简化该用于分离杂质的装置的结构和操作。

为了大大减少氧化物的生成，根据本发明所设计的装置使金属从熔化炉到铸模的流动尽可能地平和并且与所要求的生产率相适应，这种流动沿着溢出表面并且没有能够导致氧化物生成的过大的高度落差。

根据本发明的装置，与西班牙专利466025所描述的装置类似，包括一个浇包和一个挡渣槽。根据本发明，挡渣槽和浇包形成一个单一部件，该浇包由一个可拆卸的陶瓷过滤织物以及一个形成在该浇包的浇注管道端部的一个凹槽形成。

由该挡渣浇包形成的凹槽在前面被阻断并且在其底部有输出孔。

该陶瓷织物围绕着该槽设置在外部，至少覆盖槽的底部，以用作一个在熔融金属从形成在浇包中的虹吸管的输出口到挡渣槽的流动过程中用于收集最后的氧化物的过滤器。

通过所述结构，由于挡渣槽与来自浇包的输出管道在一部分中并且由于该槽的深度相对较浅，因此熔融金属不从浇包的虹吸管流下或浇注。同样来自虹吸管的输出管道的斜度尽可能地平和并且与所要求的生产率相适应。

这种所描述的设计结果是使当熔融金属流出浇包的虹吸管时的氧化物的生成减少。由于该挡渣槽与来自浇包的输出管道在一个部分中，因此不需要操作该挡渣槽的机构。

参照附图结合下面描述将使权利要求书中所总结的本发明的特征和优点更加容易理解，该附图表示一个做为不受限制的例子所给出的可能的实施方案。

在附图中：

图1是本发明装置的一个平面图，该装置设置在一个生产锌的装置的一系列铸锭模中；

图2是沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线的本发明装置的一个截面图，表示浇包在用于浇注的端部位置；

图3是一个与图2相似的图，表示浇包在用于充填的端部位置；

图4是形成在浇注管道端部的挡渣槽的放大的侧视图；

图5是沿图4中的Ⅴ-Ⅴ线的挡渣槽的截面图。

该生产铸锭装置包括一个熔化炉(图中没有显示)，一个输出管道1(图1-3)从该炉延伸到一个浇包2，并且将炉内的熔融金属排放到浇包2中，该浇包2包括一个输出的虹吸管3，在这种情况下该虹吸管3通过浇注管道4排放熔融金属。每一个浇注管道4在一个槽5中结束，该槽5在横向上被一个壁6在前面阻断，在该槽5的底部形成输出孔7。

输出的管道4将熔融金属排放到数量相当的铸锭模8，该铸锭模8成为一系列铸模9的一部分，在浇注熔融金属和充填在每一时刻位于浇注管道4下方的铸模的这段时间过程中，该铸模9间歇地移动和保持静止。控制该系列铸模9的运行，以便在每一步骤，都有两个空的铸锭模8位于输出的管道4的下方。

当然，浇包2可有一个或多于两个的输出的管道。

挡渣浇包5也包括一个外陶瓷织物10，该外陶瓷织物10固定到槽外部并且至少覆盖槽的底部，该挡渣浇包5用作是一个过滤器以阻挡能浮起的杂质通过槽5中的输出孔7。

该陶瓷织物10是可拆卸的并且可利用围绕槽5设置的一个金属环来安装，该陶瓷织物10装有一个可使陶瓷织物10容易固定和拆卸的外部尖钉12。

如图2和图3所示，该阻挡槽5在浇包2的一个部份中。该浇包还有一个隔板13，隔板13平行于和靠近一个壁，浇注管道4从该壁启始并且在相邻的壁间延伸而靠近底部，因而当浇包2处于浇注位置时形成一个供熔融金属流通的虹吸管3，被阻挡的杂质以在浇包2中浮在熔融金属上的熔渣的形式存在。

由浇包2、虹吸管3、浇注管4和挡渣槽5所形成的组件安装在后部转轴14和固定的前支撑件15上。在其上安装转轴14的基座16和在其上放置支撑件15的枢轴17在高度上是可调的，以便当管道4在浇注位置时，管道4的斜度可调至所要求的最小值并且该斜度可与所要求的生产率相适应，以便减小熔融金属浇注时的速度，并且，从而减少氧化物的形成。

由于挡渣槽5形成在浇注管道4的端部，因此没有从管道4到铸模8底部的熔融金属的落差或是当实际的槽是与浇注管道4分离的部件时，没有来自实际槽的熔融金属落差。由于槽5的深度相对较浅，因此实际上没有来自管道4的熔融金属的落差，从而没有氧化物形成的危险。

所述的这种结构因此减少了虹吸管3的输出口和铸锭槽8之间的氧化物的形成。

又如图2和图3所示，浇包2可在两个端部位置(即如图2所示的浇注位置和如图3所示的容纳金属的位置)振荡。

在图2所示的浇注位置，在水平线N以上的浇包中的金属通过管道4浇出直至该金属达到铸模8。当所有的金属被浇注时，通过一个液压缸18和安装在一个共用轴21上、并且驱动辊22的杆19和20的组合作用浇包2在轴14上转动，在辊22上放置一个滑块23，并且滑块23固定在浇包2的底部，浇包2移动到图3所示的位置，在该位置保留在浇包2中的金属保持在水平线N1,N1足够地低于浇包的浇注边缘(即参考标记23′)。在缸18的动作的同时，进一步测量过的一定量金属从熔化炉注入并且通过管道1达到浇包2，测量过的金属量刚好足以充填位于在相应的槽5下方的一个铸模或多个铸模8。当浇包在图3所示的位置时，系列铸模9前进，以便新的空铸模出现浇注槽5的下方。

在该系列铸模9前进的过程中，熔融金属进入浇包2中并且其水平线升至N攬2攭，但达不到浇注边缘23′。

当达到这一步骤时，缸8通过缩回再次动作，以便浇包2降至图2所示的位置，从而导致一个新的浇注循环。在每一种情况下，浇包2都以最合适的速度上升和下降。

当浇包达到图2所示的位置时，金属利用其自身的重量流过虹吸管3、管道4和槽5并经过陶瓷过滤器织物10流出，如图4和图5所示。

所述的循环过程是自动重复的，利用附图所示的结构，在每一个操作过程中两个金属铸锭被浇注。在该过程中，熔化炉产生的所有杂质，连同在定量浇注过程中产生的氧化物，通过在管道1中的移动和来自浇包2的金属的流入和在铸模中的上浮，被从中抽取并放置在一个辅助的铸模中。沿管4产生的和流经槽5的减少的熔渣的量被陶瓷过滤器织物10阻挡在槽5的底部，最终导致在铸锭模中的铸锭完全不含有害的产物。

在附图所示的实施例中，浇包2(图2和图3)包括一个金属壳体24，该壳体设有一个由一绝热层25和一耐火内层26形成的内衬，该耐火内层26涂在绝热层25的一部分中，并且该壳体利用一个内模，以获得针对热金属脱焊的焊合密封度，以使热金属不能达到绝热层25和外壳24。该内模本身排除了用于管道4形成虹吸管3的耐火隔板13的外套。管道4可由碳化硅制成并且可以不装有一个绝热衬，除非只带有一个耐火砂浆的薄层，并且例如利用元件27固定以防止该薄层相对金属外壳24移动。

Claims (3)

1．一种在金属浇注过程中用于消除杂质的装置，包括至少一个浇包(2)，熔融金属从一个熔化炉达到该浇包(2)，以及容纳来自所述浇包(2)的熔融金属并将金属排放到一个铸锭模(8)的一个挡渣槽(5)，该浇包(2)成形为一个虹吸管(3)，并且绕着一个转轴(14)在两个端部位置之间是可倾斜的，在一个前面或充填位置，当所述虹吸管(3)的输出口在浇包(2)中的熔融金属达到的最大高度之上的一个高度时，浇包(2)容纳来自所述的熔化炉的熔融金属；在一个浇注位置，该虹吸管(3)的输出口下降到可使熔融金属流过足够的量以充填至少一个铸锭模的一个水平线，其特征在于，所述的挡渣槽(5)和所述的浇包(2)形成一个单一部件，这两部份通过一个管道(4)连接，该管道(4)在流出或浇注位置具有与金属流动需要相一致的最小的斜度，以达到设定的生产率，组合的挡渣槽(5)形成在浇包(2)的浇注管道(4)的端部，并装有一个可拆卸的陶瓷过滤器织物(10)；该挡渣槽(5)前面是封闭的，并且在其底部形成有输出孔(7)；该陶瓷织物(10)围绕着该槽(5)设置在外部，并且至少覆盖槽(5)的底部。

2．一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，该槽(5)被一个带有尖钉(12)的金属环或圈(11)所围绕，所述的陶瓷织物(10)固定在尖钉(12)上。

3．一种如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的浇包(2)包括一个带有由相同材料制成的输出管道(4)的金属外壳(24)和一个耐火内衬(26)，该管道(4)的内衬形成所述的挡渣槽(5)。

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