CN110000346B - 一种稀土金属连续出炉铸锭装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种稀土金属连续出炉铸锭装置，该装置包括：耐高温保温箱；设置在耐高温保温箱内的加热器，耐高温保温箱内的底部设置有液态金属排出管；耐高温保温箱设置有加入液态金属的虹吸管；其中，加热器具有一个倾斜的加热面，虹吸管位于加热器较高的一端的上方；还包括浇筑箱体；浇筑箱体内充有保护气体；浇筑箱体内设置有模具辊轴传送装置；模具辊轴传送装置上设置有铸锭模具；浇筑箱体内还设置有金属收集箱；液态金属排出管插入到浇筑箱体内且位于模具辊轴传送装置上方。通过设置的浇筑箱体与耐高温保温箱的配合实现了连续出炉、连续浇铸，突破了金属结晶过程中因热量供应不足而造成金属夹带电解质的技术难题。

Description

一种稀土金属连续出炉铸锭装置
技术领域
本发明涉及到铸锭技术领域，尤其涉及到一种稀土金属连续出炉铸锭装置。
背景技术
当前，稀土氧化物熔盐电解法已成为制备稀土金属主要工艺。各生产企业使用的电解槽槽型也不同，有6KA、7KA、8KA、10KA及10KA以上，但稀土金属铸锭方式也不同，有人工铸锭方式、简单的虹吸式铸锭方式。人工铸锭增加了工人的劳动强度，并长期在电解炉前受高温（900-1000℃）炙烤，对人的身体健康带来一定影响。部分稀土企业开展了简单的虹吸式铸锭技术研究，只能单炉虹吸浇铸金属，不能连续作业，金属表面附着一层稀土熔盐电解质，还需后续处理；6KA、7KA电解炉采用虹吸式铸锭时由于受金属热量的影响，金属结晶不好，金属表面不光滑，后续也不好处理。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种稀土金属连续出炉铸锭装置。
本发明是通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种稀土金属连续出炉铸锭装置，该装置包括：耐高温保温箱；设置在所述耐高温保温箱内的加热器；所述耐高温保温箱内的底部设置有液态金属排出管；所述耐高温保温箱设置有加入液态金属的虹吸管；其中，所述加热器具有一个从液态金属入口至液体金属出口高度逐渐降低的加热面；所述加热面为倾斜的平面或台阶形表面；所述虹吸管位于所述加热器较高的一端的上方；
还包括浇筑箱体；且所述浇筑箱体内充有保护气体；所述浇筑箱体内设置有模具辊轴传送装置；所述模具辊轴传送装置上设置有铸锭模具；所述浇筑箱体内还设置有金属收集箱；
所述液态金属排出管插入到所述浇筑箱体内且位于所述模具辊轴传送装置上方。
在一个具体的可实施方案中，所述加热器为阶梯型加热器，且所述加热器的台阶沿所述虹吸管到所述液态金属排出管的方向由高到低排列。
在一个具体的可实施方案中，还包括与所述阶梯型加热器连接的直流加热电源。
在一个具体的可实施方案中，所述加热器较低的一端设置有多个并排的输入端口，所述加热器较高的一端设置有一个输出端口。
在一个具体的可实施方案中，所述加热器为钨钼加热器。
在一个具体的可实施方案中，所述耐高温保温箱包括保温箱体以及与所述保温箱体连接的盖体。
在一个具体的可实施方案中，所述盖体上设置有抽气阀以及排气阀。
在一个具体的可实施方案中，所述盖体上设置有观察孔。
在一个具体的可实施方案中，所述保温箱体由双层耐高温钢中空焊接而成。
在一个具体的可实施方案中，还包括充气装置，所述充气装置通过管道与所述浇筑箱体连通。
本发明的有益效果为：通过设置的浇筑箱体与耐高温保温箱的配合实现了连续出炉、连续浇铸，突破了金属结晶过程中因热量供应不足而造成金属夹带电解质的技术难题。并且斜面较低一段发热更大，温度更高，较高一段温度相对较低，自下而上产生逐渐降低的温度梯度，这样正好满足金属熔融到出炉的温度要求。另外，倾斜角度会自然带来更顺畅的熔融金属向出口的流动。
附图说明
图1是本发明实施例提供的稀土金属连续出炉铸锭装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的加热器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的加热器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是本发明提供的稀土金属连续出炉铸锭装置的结构示意图。
本发明提供了一种稀土金属连续出炉铸锭装置，该装置包括一个耐高温保温箱，在具体设置该耐高温保温箱时，如图1中所示，该耐高温保温箱包括保温箱体9以及与保温箱体9连接的盖体1，其中保温箱体9由双层耐高温钢中空焊接而成，该保温箱体9包括一个内箱体以及一个嵌套在内箱体外的外箱体。在具体设置盖体1时，该盖体1为拱形的盖体1，且盖体1与保温箱体9之间可拆卸的固定连接，在具体连接时通过卡扣2将盖体1与保温箱体9可拆卸的固定连接在一起，并且在具体连接时盖体1与保温箱体9之间密封连接。在具体设置上述盖体1上时，该盖体1上设置有抽气阀6以及排气阀7，在使用时，通过设置的排气阀7以及抽气阀6对保温箱体9内的空气进行抽真空。此外，在盖体1上设置有观察孔8，该观察孔8上设置有玻璃，通过设置的玻璃可以直接观察到保温箱体9内的情况。
此外，在耐高温保温箱内设置有加热器20，该加热器20设置在了耐高温保温箱的底部，如图1中所示的结构中，该加热器具有一个倾斜的加热面，在具体设置时，如图1中所示的加热器20沿保温箱9的底部向上逐步抬升。继续参考图1，该耐高温保温箱设置时，该耐高温保温箱的一侧连接了一个液态金属排出管16，且该液态金属排出管16上设置有一个耐高温阀门11，通过该耐高温阀门11可以控制该液态金属排出管16的打开以及关闭。在具体设置时该液态金属排出管16设置在了耐高温保温箱的底部，且该液态金属排出管16位于加热器20较低的一侧。且加热器20在图1中采用阶梯型加热器，该阶梯型加热器的台阶沿远离液态金属排出管16的方向逐步抬升。
此外，该耐高温保温箱还连接了一个用于加入液态金属10的虹吸管3，在耐高温保温箱与虹吸管3连接时，通过虹吸管3固定螺母将虹吸管3锁紧在保温箱体9的侧壁上，并且在设置虹吸管3时，该虹吸管3包括多节管，且多节管之间通过连接法兰4进行连接，从而形成一个较长的管道。在具体设置该虹吸管3时，该虹吸管3位于加热器20较高的一端的上方，在加热器采用阶梯型加热器时，其台阶沿虹吸管3到液态金属排出管16的方向由高到低排列，并且设置的虹吸管3位于阶梯型加热器20上方。
在具体设置该阶梯型加热器20时，该阶梯型加热器20为钨钼加热器，在阶梯型加热器20工作时通过电源提供能量。因此在设置的装置中还包括了一个与阶梯型加热器20连接的直流加热电源5，在使用时通过直流加热电源5给阶梯型加热器20供电。从虹吸管3中吸入的液态金属10流入到保温箱体9中，在保温箱体9中的液态金属10通过阶梯型加热器20的台阶面（加热面）进行加热，从而使得保温箱体9内的金属一直处于液态状态。此外在由于采用阶梯型加热器20，使得与液态金属10的接触面积比较大，从而保证了在液态金属10不流通的情况下仍能够保持液态状态。此外，加热器20的台阶较低一端发热更大，温度更高，而台阶较高一段温度相对较低，自下而上产生逐渐降低的温度梯度，这样正好满足金属熔融到出炉的温度要求。另外，倾斜角度会自然带来更顺畅的熔融金属向出口的流动。
在具体设置该加热器20时，除了采用图1中所示的阶梯型外，还可以采用台形，此时该加热器20具有一个斜面22（加热面），如图2中所示，加热器20底面是圆形，类似与一个斜切的圆柱，而斜切面即为与液态金属10接触的平面。在采用图2所示的结构时，加热器20也是较低的一端的发热比较大，温度比较高，而较高的一端温度相对较低。由于加热器20较低的一端发热比较大，为了避免过热，在具体设置时，加热器20较低的一端设置有多个并排的输入端口24。一并参考图3在加热器20较低的一端设置了三个端口，且三个端口呈扇形排列。而对于加热器20较高的一端设置了一个输出端口23，输出端口23接的是加热器20的中间高度。在使用时，三个输入端口24并联且与直流加热电源5的正极连接，而输出端口23与直流加热电源5的负极连接。通过三个输入端口24使得电流分流后进入到加热器20中，从而避免使得加热器20较低的一端过热。
上述装置除了设置的耐高温保温箱外还包括一个浇筑箱体，如图1中所示，该浇筑箱体位于耐高温保温箱的下方，并用于进行浇筑。在设置时，该浇筑箱体包括一个箱体14以及与箱体14转动连接的侧盖19。如图1中所示该箱体14为一个矩形的箱体14，并且该箱体14侧边开口，且侧盖19上设置有观察窗21用于观察浇筑箱体内的情况。此外，浇筑箱体内设置有一个模具辊轴传送装置15。如图1中所示，该模具辊轴传送装置15上设置有铸锭模具17，且设置的铸锭模具17为多个。继续参考图1，该模具辊轴传送装置15包括环形的传送带，且铸锭模具17设置在该传送带上并可跟随传送带转动，在具体驱动传送带转动时，可以采用现有的已知的驱动装置进行驱动。此外，该浇筑箱体内还设置有金属收集箱，通过金属收集箱可以收集铸锭模具17中铸锭的金属锭。
在浇筑箱体与耐高温保温箱连接时，液态金属排出管16插入到浇筑箱体内，具体的从箱体14的顶部插入，并且插入的液态金属排出管16位于模具辊轴传送装置15上方。如图1中所示，该液态金属排出管16的出口位于铸锭模具17的上方。从液态金属排出管16流出的液体可以直接落入到铸锭模具17中。
为了避免金属铸锭时被氧化，该装置还包括充气装置，该充气装置通过管道与浇筑箱体连通。如图1中所示，箱体14上设置有排空阀13以及保护气体充入口12，充气装置通过管道与该保护气体充入口12连通，通过充气装置可以将惰性保护气体充入到箱体14内，此外该箱体14上还设置了一个排空阀13，已在充入保护气体时，可以将箱体14内的空气排出。
在使用时，通过耐高温保温箱中设置的阶梯加热器20对液态金属10进行加热，并且通过液态金属排出管16上的耐高温阀门11控制液态金属10的流出情况。当模具辊轴传送装置15将铸锭模具17传动到液态金属排出管16下方时，打开耐高温阀门11，液态金属10流出，并将铸锭模具17填充满，之后通过模具辊轴传送装置15将天充满后的铸锭模具17移走，在模具辊轴传送装置15不断的传送过程中，当铸锭模具17转动到斜下方时，落入到下方的金属收集箱中收集。当通过观察口观察到金属收集箱收集满后，可以打开侧盖19，将金属收集箱拉出，该金属收集箱底部设置有滚轮，以便于从箱体14中取出。
通过上述描述可以看出，通过设置的浇筑箱体与耐高温保温箱的配合实现了连续出炉、连续浇铸，突破了金属结晶过程中因热量供应不足而造成金属夹带电解质的技术难题。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，包括：耐高温保温箱；设置在所述耐高温保温箱内的加热器；所述耐高温保温箱内的底部设置有液态金属排出管；所述耐高温保温箱设置有加入液态金属的虹吸管；其中，所述加热器具有一个从液态金属入口至液体金属出口高度逐渐降低的加热面；所述加热面为倾斜的平面或台阶形表面；所述虹吸管位于所述加热器较高的一端的上方；
还包括浇筑箱体；且所述浇筑箱体内充有保护气体；所述浇筑箱体内设置有模具辊轴传送装置；所述模具辊轴传送装置上设置有铸锭模具；所述浇筑箱体内还设置有金属收集箱；
所述液态金属排出管插入到所述浇筑箱体内且位于所述模具辊轴传送装置上方。
2.根据权利要求1所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述加热器为阶梯型加热器，且所述加热器的台阶沿所述虹吸管到所述液态金属排出管的方向由高到低排列。
3.根据权利要求1所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，还包括与所述加热器连接的直流加热电源。
4.根据权利要求3所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述加热器较低的一端设置有多个并排的输入端口，所述加热器较高的一端设置有一个输出端口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述加热器为钨钼加热器。
6.根据权利要求1所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述耐高温保温箱包括保温箱体以及与所述保温箱体连接的盖体。
7.根据权利要求6所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述盖体上设置有抽气阀以及排气阀。
8.根据权利要求6所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述盖体上设置有观察孔。
9.根据权利要求6所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，所述保温箱体由双层耐高温钢中空焊接而成。
10.根据权利要求1所述的稀土金属连续出炉铸锭装置，其特征在于，还包括充气装置，所述充气装置通过管道与所述浇筑箱体连通。
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