CN110586913B - 一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统 - Google Patents

Abstract

一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇铸系统，属于金属冶炼设备领域。本发明为了解决现有钢包浇铸连续性、自动性差导致浇铸效率低下的问题。本发明包括机架、门架、倾倒装置、钢包车、驱动机构和液压缸，所述门架固定安装在机架上，倾倒装置通过转轴铰接安装在门架上，液压缸的缸体端安装在机架上，液压缸的输出端与倾倒装置铰接安装，在液压缸的驱动下，倾倒装置绕转轴旋转，机架上安装有两条平行设置的导轨，钢包车安装在导轨上，钢包车用于承载钢包，驱动机构安装在机架上，驱动机构与钢包车配合安装，驱动机构驱动钢包车在导轨上实现直线往复运动。本发明具有机械化程度高，连续浇筑质量效果好的优点，适于推广使用。

Description

一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统

技术领域

本发明涉及一种自动倾倒装置，属于金属冶炼设备领域。

背景技术

铸锭是冶炼行业的最终产品，铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的。凝固之后，这些锭(或棒料、板坯或方坯，根据容器而定)被进一步机械加工成多种新的形状。

目前，钢厂对钢水浇铸，往往是一次性缓慢浇铸，需要人员操纵天车，目测浇铸池开口，利用天车钩钩取钢包，实现刚水的倾翻浇铸；也有浇铸方法是制作与钢包相应的治具，将钢包安装在治具上，然后利用吊具将治具与钢包一同翻转实现钢包浇铸作业；但是现有的这些浇铸方法存在以下缺点：

1、利用天车实现钢包倾翻，存在占用天车时间长、天车占用空间大的缺点，严重影响工作效率；

2、利用天车实现钢包倾翻，增加了工厂的用地成本；

3、目前实现铸锭过程需要连续性浇铸，采用现有的浇铸方式实现铸锭过程钢水浇铸连续作业效果差，这将大大影响铸锭的制作效率。

基于上述技术问题，亟需提出一种自动浇铸装置，以满足铸锭制作连续性良好的生产需求。

发明内容

本发明为了解决现有钢包浇铸连续性、自动性差导致浇铸效率低下的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，包括机架、门架、倾倒装置、钢包车、驱动机构和液压缸，所述门架固定安装在机架上，倾倒装置通过转轴铰接安装在门架上，液压缸的缸体端安装在机架上，液压缸的输出端与倾倒装置铰接安装，在液压缸的驱动下，倾倒装置绕转轴旋转，所述机架上安装有两条平行设置的导轨，钢包车安装在导轨上，钢包车用于承载钢包，驱动机构安装在机架上，驱动机构与钢包车配合安装，驱动机构驱动钢包车在导轨上实现直线往复运动。

优选的：所述倾倒装置包括托板和围板，围板安装在托板上，围板具有敞口端，围板与托板组成的容纳空间用于容纳钢包，围板上安装有耳板，倾倒装置通过耳板与转轴建立安装。

优选的：所述围板上加工有卡口，所述钢包的外壁上采用钢板拼焊形成裙围部，钢包的侧壁上焊接有两个吊耳，倾倒时，钢包的包体与倾倒装置的托板相契合，托板用于承托钢包，钢包的吊耳与倾倒装置的卡口相契合，卡口用于定位钢包在倾倒装置上的安装位置。

优选的：所述钢包车包括车体、车轮座和车轮，所述车体的底端面安装有车轮座，车轮通过转轴安装在车轮座上，所述车体的上端面安装有多个定位卡块，多个定位卡块围合形成圆形座，钢包坐落在定位卡块围合形成的圆形座上。

优选的：所述驱动机构包括主动链轮座、从动链轮座、主动链轮、从动链轮、链条和驱动电机，主动链轮座和从动链轮座固定安装在机架的两侧，主动链轮和从动链轮分别通过链轮轴转动安装在主动链轮座和从动链轮座上，驱动电机固定安装在机架上，驱动电机用于驱动主动链轮转动，所述链条啮合安装在主动链轮和从动链轮上，链条与钢包车建立连接，以实现牵引钢包车在导轨上运动。

优选的：所述倾倒装置上安装有液压杆铰接座，所述液压缸的输出端安装有液压杆铰接耳，液压杆铰接耳通过铰接轴与液压杆铰接座配合安装。避免液压缸推动倾倒装置绕转轴转动时，液压缸输出端直接作用在倾倒装置上的力过大，出现液压缸与倾倒装置的配合卡滞现象；

液压缸采用液压杆铰接耳与液压杆铰接座配合安装方式有助于提高液压缸的钢杆伸出驱动倾倒装置的流畅性，实现钢水定流量流出，提高浇铸连续效果。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的整个定流量自动浇注过程由程序控制，机、电、液压系统配合工作，通过控制液压缸钢杆伸出、返回速度，实现钢水定流量流出与浇铸完毕后钢包快速返回功能，整个钢包的运输和倾倒方式具有结构巧妙的特点，同时具有机械化程度高的优点；

2、本发明巧妙地将轨道小车运行原理与翻转原理相结合，完成钢包定流量浇铸的目的，节约人力劳动的同时也提高了浇铸作业效率；

3、本发明通过钢包车承载运输钢包与倾倒装置配合作用下，完成钢包运输、侧翻浇铸工序，整个运输过程与倾倒过程通过其二者的结构，实现配合流程，浇铸连续性好，极大程度提高了铸锭的制作效率；

4、本发明的结构设计合理，安装/拆卸方便，对压作业操作者进行简单的培训即可使用，适于推广使用。

附图说明

图1是一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统的主视图；

图2是一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统的俯视图；

图3是一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统的左视图；

图4是一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统的半剖视图；

图5是倾倒装置的结构示意图；

图6是钢包的结构示意图；

图7是一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统中，钢包车输送钢包的过程示意图；

图8是一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统中，倾倒装置实现钢包倾翻过程示意图；

图9是倾倒装置的立体图

图中1-机架，2-门架，3-倾倒装置，4-钢包车，5-驱动机构，6-液压缸，7-转轴，8-导轨，10-托板，11-围板，12-钢包，13-耳板，14-卡口，15-裙围部，16-吊耳，17-车体，18-车轮座，19-车轮，20-定位卡块，21-主动链轮座，22-从动链轮座，23-主动链轮，24-从动链轮，25-链条，26-驱动电机，27-液压杆铰接座，28-液压杆铰接耳，29-避让槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

具体实施方式一：结合图1-图9说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，包括机架1、门架2、倾倒装置3、钢包车4、驱动机构5和液压缸6，机架1和门架2均选用高强度钢拼焊制成，并且机架1的底部通过地脚螺栓/预埋螺栓固定在地面上，这种固定方式固定效果好，门架2固定安装在机架1上，液压缸6的缸体端安装在机架1上，液压缸6的输出端与倾倒装置3铰接安装，倾倒装置3通过转轴7铰接安装在门架2上，其安装方式为两种，其中一种是，在门架2的两侧分别安装有轴承座，将转轴7转动安装在轴承座内，而倾倒装置3与转轴7固定安装；另一种是将转轴7固定在门架2上，而倾倒装置3则通过轴承与转轴7配合安装，上述两种方式在液压缸6的驱动下，倾倒装置3绕转轴7旋转，所述机架1上安装有两条平行设置的导轨8，钢包车4安装在导轨8上，钢包车4用于承载钢包12，驱动机构5安装在机架1上，驱动机构5与钢包车4配合安装，驱动机构5驱动钢包车4在导轨8上实现直线往复运动。

具体实施方式二：结合图1-图9说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，液压缸6的缸体端安装在机架1上，液压缸6的输出端与倾倒装置3铰接安装，倾倒装置3通过转轴7铰接安装在门架2上，倾倒装置3包括托板10和围板11，围板11安装在托板10上，围板11具有敞口端，围板11与托板10组成的容纳空间用于容纳钢包12，围板11上安装有耳板13，倾倒装置3通过耳板13与转轴7建立安装；托板10用于承托钢包12，倾倒装置3在实现倾倒时，钢包车4将钢包12运送到倾倒工位，此时钢包12的底部恰好卡入倾倒装置3的托板10上，在液压缸6的推动下，倾倒装置逐步产生轻微侧翻，此时由于托板10产生水平角度变化，托板10起钢包12，在液压缸6持续推动下，钢包12在倾倒装置3绕转轴7转动，完成钢包12定流量浇铸。

具体实施方式三：结合图1-图9说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，所述围板11上加工有卡口14，所述钢包12的外壁上采用钢板拼焊形成裙围部15，裙围部15增强钢包12的结构强度，钢包12的侧壁上焊接有两个吊耳16，倾倒时，钢包12的包体与倾倒装置3的托板10相契合，托板10用于承托钢包12，钢包12的吊耳16与倾倒装置3的卡口14相契合，卡口14用于定位钢包12在倾倒装置3上的安装位置。在本实施例中，倾倒装置的托板10用于承托钢包12，卡扣14与吊耳16相契合，其作用有两点，其一是用于承载钢包12，其二，吊耳16为圆柱形吊柱结构，卡扣14加工形成弧面过渡性卡口，主要用于钢包12的定位，防止翻转过程中钢包12相对倾倒装置3发生位移变化，产生脱位等问题，影响钢包的连续浇铸效果；在整个倾倒过程，首先钢包车4运输钢包12至倾倒工位，此时，倾倒装置的托板10卡入钢包12的底面，用于承托钢包12，钢包12的吊耳16初步卡合在卡口14的边缘，当液压缸6的驱动倾倒装置3绕转轴7转动时候，在转动初期状态下，钢包12的吊耳16完全卡合在卡口14内部，这样整个钢包12在倾倒装置3内部固定牢靠，倾翻过程钢包12内部的钢水受设备振动涌动幅度最小，甚至不发生涌动，因此在吊耳16和卡口14技术方案的结合作用下，整个定流量自动浇注系统的浇铸连续性、浇铸质量均得到大幅提升。

所述围板11的数量为两块，两块围板11相对设置，围板11的下端焊接安装有托板10，托板10的本体上加工有避让槽29，钢包车4将钢包12运送至倾倒装置3处时，倾倒装置3的托板10卡入到钢包12的底部，实现托板10承托钢包12；倾倒装置3的托板10在避让槽29的作用下卡入到钢包12的底部；两块围板11的上端通过槽钢建立连接，并在围板11的外侧壁焊接有多个加强筋以提高整个倾倒装置3的承载强度。在倾倒装置3与钢包车4的结构作用下，整个运送钢包和倾倒钢包的衔接过程无需借助任何外力和外部结构，实现顺畅衔接，间接的提高了浇铸效率，降低了各项成本。

具体实施方式四：结合图1-图9说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，所述钢包车4包括车体17、车轮座18和车轮19，所述车体17的底端面安装有车轮座18，车轮19通过转轴安装在车轮座18上，所述车体17的上端面安装有多个定位卡块20，多个定位卡块20围合形成圆形座，钢包12坐落在卡块20围合形成的圆形座上。

钢包车4的车体17可以为方形车体、依据现场使用情况，也可以改装为圆形车体，在车体17的下方通过车轮座18安装有车轮19，整个钢包车4通过车轮19实现在轨道8上自由滑动行走；

车体17的上端面安装有的多个定位卡块20用于承托钢包12，使得钢包与车体17的上端面留有一定空间，该空间的作用下，钢包车4运送钢包12，将钢包直接运送到倾倒装置3处，且倾倒装置3的托板10卡入该空间内，实现承载钢包12，这种配合方式减少了多余的转运步骤，实现快速巧妙的将钢包12转送到倾倒装置3上。

具体实施方式五：结合图1-图9说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，所述驱动机构5包括主动链轮座21、从动链轮座22、主动链轮23、从动链轮24、链条25和驱动电机26，主动链轮座21和从动链轮座22固定安装在机架1的两侧，主动链轮23和从动链轮24分别通过链轮轴转动安装在主动链轮座21和从动链轮座22上，驱动电机26固定安装在机架1上，驱动电机26用于驱动主动链轮23转动，所述链条25啮合安装在主动链轮23和从动链轮24上，链条25与钢包车4建立连接，以实现牵引钢包车4在导轨8上运动。如此设置，链条25与钢包车4形成一个闭环，并且链条25与主动链轮23、从动链轮24啮合，在驱动电机26正转/翻转的作用下，主动链轮23和从动链轮24通过链条25带动钢包车4在导轨8上实现滑动运行，进而完成钢包12的输送作业。

具体实施方式六：结合图1-图9说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇注系统，所述倾倒装置3上安装有液压杆铰接座27，所述液压缸6的输出端安装有液压杆铰接耳28，液压杆铰接耳28通过铰接轴与液压杆铰接座27配合安装。避免液压缸推动倾倒装置3绕转轴转动时，液压缸6输出端直接作用在倾倒装置3上的力过大，出现液压缸6与倾倒装置3的配合卡滞现象；

液压缸6采用液压杆铰接耳28与液压杆铰接座27配合安装方式有助于提高液压缸6的钢杆伸出驱动倾倒装置3的流畅性，实现钢水定流量流出，提高浇铸连续效果。

如图1、图7和图8所示，整个定量浇铸作业过程是，利用天车吊装钢包，天车将钢包放置在钢包车(准备工位)上后，驱动机构5通过链条，将钢包车和钢包运从准备工位运送至倾倒工位；在倾倒工位，钢包12的吊耳16与倾倒装置的卡口14相契合，钢包包体同时与倾倒装置的托板10相契合；由液压缸驱动，推动钢包和倾倒装置绕转轴旋转，使钢水沿钢包的流道流出；钢水全部流出后，钢包落回至钢包车，驱动机构反向运动，将钢包车与钢包从翻转倾倒工位退准备工位，等待天车将空钢包吊走。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇铸系统，其特征在于：包括机架(1)、门架(2)、倾倒装置(3)、钢包车(4)、驱动机构(5)和液压缸(6)，所述门架(2)固定安装在机架(1)上，倾倒装置(3)通过转轴(7)铰接安装在门架(2)上，液压缸(6)的缸体端安装在机架(1)上，液压缸(6)的输出端与倾倒装置(3)铰接安装，在液压缸(6)的驱动下，倾倒装置(3)绕转轴(7)旋转，所述机架(1)上安装有两条平行设置的导轨(8)，钢包车(4)安装在导轨(8)上，钢包车(4)用于承载钢包(12)，驱动机构(5)安装在机架(1)上，驱动机构(5)与钢包车(4)配合安装，驱动机构(5)驱动钢包车(4)在导轨(8)上实现直线往复运动；

所述倾倒装置(3)包括托板(10)和围板(11)，围板(11)安装在托板(10)上，围板(11)具有敞口端，围板(11)与托板(10)组成的容纳空间用于容纳钢包(12)，围板(11)上安装有耳板(13)，倾倒装置(3)通过耳板(13)与转轴(7)建立安装，托板(10)的本体上加工有避让槽(29)，钢包车(4)将钢包(12)运送至倾倒装置(3)处时，倾倒装置(3)的托板(10)卡入到钢包(12)的底部，实现托板(10)承托钢包(12)。

2.根据权利要求1所述的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇铸系统，其特征在于：所述围板(11)上加工有卡口(14)，所述钢包(12)的外壁上采用钢板拼焊形成裙围部(15)，钢包(12)的侧壁上焊接有两个吊耳(16)，倾倒时，钢包(12)的包体与倾倒装置(3)的托板(10)相契合，托板(10)用于承托钢包(12)，钢包(12)的吊耳(16)与倾倒装置(3)的卡口(14)相契合，卡口(14)用于定位钢包(12)在倾倒装置(3)上的安装位置。

3.根据权利要求1所述的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇铸系统，其特征在于：所述钢包车(4)包括车体(17)、车轮座(18)和车轮(19)，所述车体(17)的底端面安装有车轮座(18)，车轮(19)通过转轴安装在车轮座(18)上，所述车体(17)的上端面安装有多个定位卡块(20)，多个定位卡块(20)围合形成圆形座，钢包(12)坐落在定位卡块(20)围合形成的圆形座上。

4.根据权利要求1所述的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇铸系统，其特征在于：所述驱动机构(5)包括主动链轮座(21)、从动链轮座(22)、主动链轮(23)、从动链轮(24)、链条(25)和驱动电机(26)，主动链轮座(21)和从动链轮座(22)固定安装在机架(1)的两侧，主动链轮(23)和从动链轮(24)分别通过链轮轴转动安装在主动链轮座(21)和从动链轮座(22)上，驱动电机(26)固定安装在机架(1)上，驱动电机(26)用于驱动主动链轮(23)转动，所述链条(25)啮合安装在主动链轮(23)和从动链轮(24)上，链条(25)与钢包车(4)建立连接，以实现牵引钢包车(4)在导轨(8)上运动。

5.根据权利要求1所述的一种用于铁合金浇铸作业中定流量自动浇铸系统，其特征在于：所述倾倒装置(3)上安装有液压杆铰接座(27)，所述液压缸(6)的输出端安装有液压杆铰接耳(28)，液压杆铰接耳(28)通过铰接轴与液压杆铰接座(27)配合安装。

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