CN108067592A - 一种一体化连续浇铸设备及浇铸车间清洁生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化连续浇铸设备及浇铸车间清洁生产方法，该一体化连续浇铸设备包括铁渣流槽、缓存包、连续浇铸机和除尘设备；所述铁渣流槽与缓存包连接，所述缓存包设于连续浇铸机上，所述连续浇铸机的顶部或侧面安装抽风管，所述抽风管与除尘设备连接。本发明的一体化连续浇铸设备及浇铸车间清洁生产方法，具有以下显著优点：1、浇铸车间变得简洁整齐，杂乱脏的问题得到彻底改善；平时巨大的浇铸烟气和粉尘得到全面治理，车间环境温度和粉尘浓度大大降低；2、实现了浇铸、破碎一体化和自动化，明显提高了劳动生产率且设备性能稳定性好、安全有保障；3、产品质量、产量显著提高，铁水成品率高达95％以上。
Description
技术领域
本发明属于工艺与装备属于冶金领域，特别适用于钢铁冶金中的铁合金浇铸车间的清洁生产。
技术背景
现有技术设备下的铁合金浇铸车间的工艺流程与装备如下：出铁时，铁水和炉渣一起从出铁口流出，经过流槽一起流入滗渣器中，在滗渣器内铁水和炉渣分离，干净铁水经流槽流到大砂模或大铁模中，经过2－4小时冷却后，人工吊离浇铸场地。空冷至次日后，在车间内进行粗破和除渣，进而破碎为用户需要的10－60mm的小颗粒产品。这种工艺流程存在着二大难题。一是浇铸车间脏、乱、差，环境温度高、粉尘污染大。二是从铁水出铁后到包装销售流程松散、缺乏标准控制程序、产品加工队伍庞大、出铁到成品耗时长久、劳动强度极高、合金粉化较多、铁水成品率低、企业损失比较大。上述存在问题与智能制造、绿色冶金和清洁生产极不相称，解决以上问题已经刻不容缓。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一体化连续浇铸设备及浇铸车间清洁生产方法，劳动生产率高，极大改善浇铸车间的卫生环境。
本发明的技术方案为：一种一体化连续浇铸设备，包括铁渣流槽、缓存包、连续浇铸机和除尘设备；所述铁渣流槽缓存包连接，所述缓存包设于连续浇铸机上，所述连续浇铸机的顶部或侧面安装抽风管，所述抽风管与除尘设备连接；
所述铁渣流槽呈U型，其沟槽由耐火材料制成；
所述缓存包的内腔为上大下小的圆台形，由耐火材料制成，缓存包部设有流渣口，底部设有铁水流出口；
所述连续浇铸机包括双轴输出同步器、回转铸造机、环形汇流槽、脱模机、喷涂器、加粉器、配流器和液位探测仪；所述双轴输出同步器传动连接回转铸造机，回转铸造机设于双轴输出同步器上方；所述环形汇流槽与回转铸造机相连接；所述脱模器和喷涂器均设于回转铸造机上方且分别与双轴输出同步器连接，所述脱模器的推杆和喷涂器的喷管在双轴输出同步器的作用下实现同步上下往复运动；所述加粉器和配流器设于环形汇流槽上方，所述液位探测仪安装在配流器后面，用于检测液态金属是否达到设定的液面高度。
进一步地，所述缓存包的铁水流出口处还设有滑动水口，用于控制进入连续浇铸机的金属液体流量。
进一步地，所述连续浇铸机还包括旋转气水混合冷却器和固定冷却器；所述旋转气水混合冷却器固定安装在回转铸造机内平面上，所述固定冷却器固定安装在回转铸造机外圆周上。
进一步地，所述双轴输出同步器包括托轮、柱销、转盘、压轮、直线输出轴、轮组、减速箱和电动机；所述转盘上设有与柱销数量相同的配套圆孔，均匀布置在转盘节圆上；所述转盘下方与托轮滚动接触，转盘壁上开设有用于安装压轮的凹槽或“L”型台阶，所述转盘上方设有回转铸造机；所述电动机连接减速箱，所述减速箱的输出轴连接轮组，所述轮组的主动轴与直线输出轴相连接，通过直线输出轴带动脱模器的推杆和喷涂器的喷管作上下往复运动；所述轮组的主动轴还连接有被动轴，所述被动轴通过柱销带动转盘作圆周运动。
进一步地，所述回转铸造机包括回转平台、凝固器和活动底盖；所述回转平台为内空的圆筒状，圆筒上下端均有法兰；上法兰通过螺栓连接固定环形汇流槽，同时上法兰外径与凝固器内轮廓紧靠，防止凝固器移动；下法兰与设于凝固器底部的活动底盖螺纹连接。
进一步地，所述旋转气水混合冷却器用于对凝固器进行喷雾冷却，其包括冷却水入口、上旋转接头、水箱、水管、水雾喷头、风管、风箱、下旋转接头和压力空气入口；所述冷却水入口通过上旋转接头连接水箱；所述风箱设于水箱下方，风箱连接有风管，所述水箱外壁圆周设有若干个与风管对应连接的水管，在水管出口端头垂直安装有雾化喷嘴，水箱还设有与回转平台侧壁上部喷头连接的水管；所述压力空气入口通过下旋转接头与风箱连接。
进一步地，所述环形汇流槽底面设有若干个通孔，其结构由外到内依次包括外壳、耐火材料和汇流槽沟，所述汇流槽沟横截面呈倒梯形，用于汇集飞溅的金属液体。
进一步地，所述加粉器的截面为圆形或方形，其内腔为倒喇叭形，加粉器的出口安装有流量调节阀门。
进一步地，所述配流器的结构由外到内依次为金属外壳、耐火材料层和配流器腔体；所述配流器腔体底部开设有垂直向下的流出口，流出口的数量至少2个，直径为10～150mm。
一种浇铸车间清洁生产方法，包括以下步骤：出铁时的铁水、炉渣同时从矿热炉的出铁流槽流入到铁渣流槽，经铁渣流槽从缓存包的平面切线或非切线方向进入缓存包，使质量重的铁水加速下降、质量轻的炉渣快速上浮；当炉渣浮到缓存包的流渣口时从渣口流出，下沉的纯净铁水从铁水流出口流出进入到连续浇铸机中，经1～3分钟后铁水凝固自动脱模、冷却到常温后得到合格产品；在浇铸过程产生的热流通过抽风管排走，进入除尘设备达标后排放。
本发明的有益效果是：本发明的一体化连续浇铸设备及浇铸车间清洁生产方法，具有以下显著优点：1、浇铸车间变得简洁整齐，杂乱脏的问题得到彻底改善；平时巨大的浇铸烟气和粉尘得到全面治理，车间环境温度和粉尘浓度大大降低；2、实现了浇铸、破碎一体化和自动化，明显提高了劳动生产率且设备性能稳定性好、安全有保障；3、产品质量、产量显著提高，铁水成品率高达95％以上。
附图说明
图1为本发明一体化连续浇铸设备的结构示意图。
图2为连续浇铸机的主视图。
图3为连续浇铸机的俯视图。
图4为双轴输出同步器的主视图。
图5为双轴输出同步器的俯视图。
图6为回转铸造机及环形汇流槽的结构示意图。
图7为旋转气水混合冷却器的结构示意图。
图8为加粉器的结构示意图。
图9为配流器的结构示意图。
附图标记：铁渣流槽1、缓存包2、连续浇铸机3、除尘设备4、抽风管5、双轴输出同步器6、回转铸造机7、旋转气水混合冷却器8、环形汇流槽9、脱模机10、喷涂器11、加粉器12、配流器13、液位探测仪14、固定冷却器15、托轮6.1、柱销6.2、转盘6.3、压轮6.4、直线输出轴6.5、轮组6.6、减速箱6.7、电动机6.8、回转平台7.1、凝固器7.2、活动底盖7.3、冷却水入口8.1、上旋转接头8.2、水箱8.3、水管8.4、水雾喷头8.5、风管8.6、风箱8.7、下旋转接头8.8、压力空气入口8.9、流量调节阀门12.1、金属外壳13.1、耐火材料层13.2、配流器腔体13.3、喷头7.1.1、流出口13.3.1。
具体实施方式
以下结合附图描述本发明的实施结构。
如图1至图3所示，本发明的一体化连续浇铸设备，包括铁渣流槽1、缓存包2、连续浇铸机3和除尘设备4；铁渣流槽1与缓存包2连接，缓存包2设于连续浇铸机3上，连续浇铸机3的顶部或侧面安装抽风管5，所述抽风管5与除尘设备4连接。
铁渣流槽1呈U型，其沟槽由耐火材料制成；
缓存包2的内腔为上大下小的圆台形，由耐火材料制成，缓存包2上部设有流渣口，底部设有铁水流出口；缓存包2的铁水流出口处还设有滑动水口，用于控制进入连续浇铸机3的金属液体流量。
所述连续浇铸机3包括双轴输出同步器6、回转铸造机7、环形汇流槽9、脱模机10、喷涂器11、加粉器12、配流器13和液位探测仪14；所述双轴输出同步器6传动连接回转铸造机7，回转铸造机7设于双轴输出同步器6上方；所述环形汇流槽9与回转铸造机7相连接；所述脱模器10和喷涂器11均设于回转铸造机7上方且分别与双轴输出同步器6连接，所述脱模器10的推杆和喷涂器11的喷管在双轴输出同步器6的作用下实现同步上下往复运动；所述加粉器12和配流器13设于环形汇流槽9上方，所述液位探测仪14安装在配流器12后面，用于检测液态金属是否达到设定的液面高度。
进一步地，所述连续浇铸机3还包括旋转气水混合冷却器8和固定冷却器15；所述旋转气水混合冷却器8固定安装在回转铸造机7内平面上，所述固定冷却器15固定安装在回转铸造机7外圆周上。
进一步地，如图4和图5所示，双轴输出同步器6包括托轮6.1、柱销6.2、转盘6.3、压轮6.4、直线输出轴6.5、轮组6.6、减速箱6.7和电动机6.8；转盘6.3上设有与柱销6.2数量相同的配套圆孔，均匀布置在转盘6.3节圆上；转盘6.3下方与托轮6.1滚动接触，转盘6.3壁上开设有用于安装压轮6.4的凹槽或“L”型台阶，转盘6.3上方设有回转铸造机7；电动机6.8连接减速箱6.7，减速箱6.7的输出轴连接轮组6.6，轮组6.6的主动轴与直线输出轴6.5相连接，通过直线输出轴6.5带动脱模器10的推杆和喷涂器11的喷管作上下往复运动；轮组6.6的主动轴还连接有被动轴，被动轴通过柱销6.2带动转盘6.3作圆周运动。双轴输出同步器6实现了转盘6.3和直线输出轴6.5同步，即不管转动速度多快，当转盘6.3转位时，直线输出轴6.5驱动的执行机构(脱模器推杆、喷涂器喷管)都刚好离开回转铸造机7中的凝固器7.2的内腔体。
进一步地，如图6所示，回转铸造机7包括回转平台7.1、凝固器7.2和活动底盖7.3；回转平台7.1为内空的圆筒状，圆筒上下端均有法兰；上法兰通过螺栓连接固定环形汇流槽9，同时上法兰外径与凝固器7.2内轮廓紧靠，防止凝固器7.2移动；下法兰的上平面与凝固器7.2底部平面接触，下平面与活动底盖7.3螺纹连接；环形汇流槽9底面设有若干个通孔，通孔数量与回转铸造机7中的凝固器7.2的数量一致，通孔的作用是为液态合金进入凝固器7.2提供通道；环形汇流槽9结构由外到内依次包括外壳、耐火材料和汇流槽沟，所述汇流槽沟横截面呈倒梯形，用于汇集飞溅的金属液体。
进一步地，如图7所示，旋转气水混合冷却器8用于对凝固器7.2进行喷雾冷却，其包括冷却水入口8.1、上旋转接头8.2、水箱8.3、水管8.4、水雾喷头8.5、风管8.6、风箱8.7、下旋转接头8.8和压力空气入口8.9；冷却水入口8.1通过上旋转接头8.2连接水箱8.3；风箱8.7设于水箱8.3下方，风箱8.7连接有风管8.6，水箱8.3外壁圆周设有若干个与风管8.6对应连接的水管8.4，在水管8.4出口端头垂直安装有雾化喷嘴8.5，水箱8.3还设有与回转平台7.1侧壁上部喷头7.1.1连接的水管8.4；压力空气入口8.9通过下旋转接头8.8与风箱8.7连接。
进一步地，如图8所示，加粉器12的截面为圆形或方形，其内腔为倒喇叭形或倒棱台形，加粉器12的出口安装有流量调节阀门12.1，用于调节粉料加入量；加粉器12的功能是在凝固器7.2底部的活动底盖7.3上定量铺上一层与浇铸金属材质一致的金属小颗粒粉料。
进一步地，如图9所示，配流器13的结构由外到内依次为金属外壳13.1、耐火材料层13.2和配流器腔体13.3；配流器腔体13.3底部开设有垂直向下的流出口13.3.1，流出口13.3.1的数量至少2个，直径为10～150mm，流出口13.3.1的数量为三个以上时，排列在旁边的流出口直径不大于排列于中间的流出口的直径。配流器13的作用一是容纳来自生产单位铁水包浇注下来的或滗渣器流出的液态金属，二是把液态金属合理分配到环形汇流槽9，再通过环形汇流槽9导入凝固器7.2中。
利用本发明的一体化连续浇铸设备实现浇铸车间清洁生产方法，其具体工作流程如下：
铁水和炉渣从矿热炉出铁口流出后，直接进入本装备的渣铁流槽1内流向流槽末端，到达流槽末端后经铁渣流槽1从缓存包2的平面切线或非切线方向进入缓存包2，使较重的铁水加速下降、较轻的炉渣快速上浮，当炉渣浮到缓存包2的流渣口时从渣口流出，下沉的纯净铁水从铁水流出口经滑动水口流出进入到连续浇铸机3。
在矿热炉出铁的同时，给双轴输出同步器6中的电动机6.8接通电源，电动机6.8带动减速箱6.7，减速箱6.7输出轴再带动轮组6.6主动轴，轮组6.6主动轴传输动力给直线输出轴6.5进而带动脱模器10的推杆和喷涂器11的喷管作上下往复直线运动，把凝固后的金属推出凝固器7.2内腔和对脱模后的凝固器7.2内腔进行表面喷涂；轮组6.6的主动轴还连接有被动轴，被动轴通过柱销6.2带动转盘6.3作圆周运动，转盘6.3带动回转铸造机7和旋转冷却器8作水平间歇或匀速转动。各部件的工作顺序如下：首先喷涂器11对凝固器7.2的内壁喷涂涂料；接着，加粉器12向喷涂后的凝固器7.2下部的活动底盖7.3表面定量铺放粉料；铁水通过液压倾倒车均匀注入液态金属到配流器13中；配流器13中的液态金属从配流器13下面的流出口13.3.1流下，再通过环形汇流槽9的通孔平稳、均匀、连续注入凝固器7.2中；当液位探测仪14可探测到金属液面到达设定的高度时，液位探测仪14输出电信号控制用户浇铸车降低浇铸速度。液位探测仪14可以是非接触式或接触式，本实施选择接触式，则由驱动器驱动液位探测仪14电极与脱模器10的推杆、喷涂器11的喷管一致作同步上下往复运动。
在铁水从滑动水口流出之前夕，打开外部的空气和水路管道阀门或起动风机和水泵分别向旋转气水混合冷却器8中的压力空气入口8.9供气和冷却水入口8.1供水，通过旋转气水混合冷却器8提供的空气和水雾混合冷却剂对凝固器7.2进行冷却，安装在回转铸造机7外圆周上的固定冷却器15对凝固器7.2外半圆进行冷却，进一步加速凝固器7.2冷却。液态金属在凝固器7.2自身的激冷作用和冷却介质的快冷下快速结晶，得到致密的组织，即凝固的合金铸棒；最后，在合金凝固后，凝固器7.2到达脱模工位时，活动底盖7.3打开，脱模器10的推杆快速向下运动，将合金棒顶出凝固器7.2。脱模器10的推杆、喷涂器11的喷管、液位探测仪14的电极在双轴输出同步器6的直线输出轴6.5的带动作上下垂直运动，回转铸造机7则在转盘6.3带动下作水平间歇或匀速转动，二者保持同步。当凝固器7.2转位时，脱模器10的推杆、喷涂器11的喷管和液位探测仪14的电极都刚好离开凝固器7.2的上表面；当转位停止时，脱模器10的推杆、喷涂器11的喷管和液位探测仪14的电极又从凝固器7.2的上端进入凝固器7.2的内腔，分别冲击已经凝固的合金铸棒脱离凝固器7.2、对凝固器7.2内壁喷涂金属模涂料和探测液面高度；合金铸棒脱模后，凝固器7.2即进入下一个循环，即喷涂金属模涂料—关闭活动底盖－给活动底盖平面铺设合金粉料－液态金属浇铸入凝固器－－脱模－－喷涂金属模涂料，这样就可以源源不断地连续铸造铁合金小铸棒。这些铸棒冷却后自动裂解为合格产品。
在出铁的同时，打开炉前出铁抽风装置，把浇铸过程产生的热气和烟气通过抽风管5抽到除尘设备4，经除尘后达标排放。
采用本发明的一体化连续浇铸设备及浇铸车间清洁生产方法，铸造车间变得井井有条，杂乱脏得到彻底改善；平时巨大的浇铸烟气和粉尘得到全面治理，车间环境温度和粉尘浓度大大降低，产品质量、产量和生产效率明显提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或简单替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体化连续浇铸设备，其特征在于：包括铁渣流槽(1)、缓存包(2)、连续浇铸机(3)和除尘设备(4)；所述铁渣流槽(1)与缓存包(2)连接，所述缓存包(2)设于连续浇铸机(3)上，所述连续浇铸机(3)的顶部或侧面安装抽风管(5)，所述抽风管(5)与除尘设备(4)连接；
所述铁渣流槽(1)呈U型，其沟槽由耐火材料制成；
所述缓存包(2)的内腔为上大下小的圆台形，由耐火材料制成，缓存包(2)上部设有流渣口，底部设有铁水流出口；
所述连续浇铸机(3)包括双轴输出同步器(6)、回转铸造机(7)、环形汇流槽(9)、脱模机(10)、喷涂器(11)、加粉器(12)、配流器(13)和液位探测仪(14)；所述双轴输出同步器(6)传动连接回转铸造机(7)，回转铸造机(7)设于双轴输出同步器(6)上方；所述环形汇流槽(9)与回转铸造机(7)相连接；所述脱模器(10)和喷涂器(11)均设于回转铸造机(7)上方且分别与双轴输出同步器(6)连接，所述脱模器(10)的推杆和喷涂器(11)的喷管在双轴输出同步器(6)的作用下实现同步上下往复运动；所述加粉器(12)和配流器(13)设于环形汇流槽(9)上方，所述液位探测仪(14)安装在配流器(12)后面，用于检测液态金属是否达到设定的液面高度。
2.根据权利要求1所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述缓存包(2)的铁水流出口处还设有滑动水口，用于控制进入连续浇铸机(3)的金属液体流量。
3.根据权利要求1所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述连续浇铸机(3)还包括旋转气水混合冷却器(8)和固定冷却器(15)；所述旋转气水混合冷却器(8)固定安装在回转铸造机(7)内平面上，所述固定冷却器(15)固定安装在回转铸造机(7)外圆周上。
4.根据权利要求1所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述双轴输出同步器(6)包括托轮(6.1)、柱销(6.2)、转盘(6.3)、压轮(6.4)、直线输出轴(6.5)、轮组(6.6)、减速箱(6.7)和电动机(6.8)；所述转盘(6.3)上设有与柱销(6.2)数量相同的配套圆孔，均匀布置在转盘(6.3)节圆上；所述转盘(6.3)下方与托轮(6.1)滚动接触，转盘(6.3)壁上开设有用于安装压轮(6.4)的凹槽或“L”型台阶，所述转盘(6.3)上方设有回转铸造机(7)；所述电动机(6.8)连接减速箱(6.7)，所述减速箱(6.7)的输出轴连接轮组(6.6)，所述轮组(6.6)的主动轴与直线输出轴(6.5)相连接，通过直线输出轴(6.5)带动脱模器(10)的推杆和喷涂器(11)的喷管作上下往复运动；所述轮组(6.6)的主动轴还连接有被动轴，所述被动轴通过柱销(6.2)带动转盘(6.3)作圆周运动。
5.根据权利要求3所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述回转铸造机(7)包括回转平台(7.1)、凝固器(7.2)和活动底盖(7.3)；所述回转平台(7.1)为内空的圆筒状，圆筒上下端均有法兰；上法兰通过螺栓连接固定环形汇流槽(9)，同时上法兰外径与凝固器(7.2)内轮廓紧靠，防止凝固器(7.2)移动；下法兰的上平面与凝固器(7.2)底面接触，下平面与活动底盖(7.3)螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述旋转气水混合冷却器(8)用于对凝固器(7.2)进行喷雾冷却，其包括冷却水入口(8.1)、上旋转接头(8.2)、水箱(8.3)、水管(8.4)、水雾喷头(8.5)、风管(8.6)、风箱(8.7)、下旋转接头(8.8)和压力空气入口(8.9)；所述冷却水入口(8.1)通过上旋转接头(8.2)连接水箱(8.3)；所述风箱(8.7)设于水箱(8.3)下方，风箱(8.7)连接有风管(8.6)，所述水箱(8.3)外壁圆周设有若干个与风管(8.6)对应连接的水管(8.4)，在水管(8.4)出口端头垂直安装有雾化喷嘴(8.5)，水箱(8.3)还设有与回转平台(7.1)侧壁上部喷头(7.1.1)连接的水管(8.4)；所述压力空气入口(8.9)通过下旋转接头(8.8)与风箱(8.7)连接。
7.根据权利要求1所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述环形汇流槽(9)底面设有若干个通孔，其结构由外到内依次包括外壳、耐火材料和汇流槽沟，所述汇流槽沟横截面呈倒梯形，用于汇集飞溅的金属液体。
8.根据权利要求1所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述加粉器(12)的截面为圆形或方形，其内腔为倒喇叭形或倒棱台形，加粉器(12)的出口安装有流量调节阀门(12.1)。
9.根据权利要求1所述的一体化连续浇铸设备，其特征在于：所述配流器(13)的结构由外到内依次为金属外壳(13.1)、耐火材料层(13.2)和配流器腔体(13.3)；所述配流器腔体(13.3)底部开设有垂直向下的流出口(13.3.1)，流出口(13.3.1)的数量至少2个，直径为10～150mm。
10.一种根据权利要求1～9任一所述一体化连续浇铸设备的浇铸车间清洁生产方法，其特征在于，包括以下步骤：出铁时的铁水、炉渣同时从矿热炉的出铁流槽流入到铁渣流槽(1)，经铁渣流槽(1)从缓存包(2)的平面切线或非切线方向进入缓存包(2)，使质量重的铁水加速下降、质量轻的炉渣快速上浮；当炉渣浮到缓存包(2)的流渣口时从渣口流出，下沉的纯净铁水从铁水流出口流出进入到连续浇铸机(3)中，经1～3分钟后铁水凝固自动脱模、冷却到常温后得到合格产品；在浇铸过程产生的热流通过抽风管(5)排走，进入除尘设备(4)达标后排放。
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