CN111872335A - 一种水平连续铸造生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平连续铸造生产线，其包括：开盖机构、加热机构、第一支撑架，第二支撑架、铸棒机构、牵引机构和切割机构，开盖机构的一端固定在地面，开盖机构的另一端连接于加热机构，加热机构连接于第一支撑架，加热机构的出料口连接有输料管，输料管的另一端连接于铸棒机构的一端，铸棒机构的另一端连接于牵引机构的一端，牵引机构的另一端连接于切割机构，铸棒机构、牵引机构和切割机构均设置于第二支撑架上，本发明镁合金熔化和精炼都在封闭的真空体系下进行，降低镁合金材料烧损率的同时确保生产过程无任何烟尘排放，且本发明可以实现生产连续不间断，过程控制自动化，洁净环保，稳定可控，提高安全性，可根据需求定制。

Description

一种水平连续铸造生产线

技术领域

本发明涉及合金铸造技术领域，特别是涉及一种水平连续铸造生产线。

背景技术

镁合金作为最轻的金属结构材料，近十年来在交通工具、家用电子、电动工具、航空航天以及军工配套领域应用越来越广泛。作为一个新材料产业，镁合金产业化发展首要需求就是对制造装备的持续研发和制造能力。从2000年至2015年中国镁合金压铸企业从零逐步发展到近300余家，压铸装备也经历了从全靠进口到国产化再到针对行业需求研发定制化的生产装备的历程。

镁棒半连续铸造工艺是镁合金型材生产必不可少的工艺环节，但目前镁合金棒材生产领域存在如下的问题：

1、当前我国镁合金半连续铸棒都是采用人工看流，装置兼容性低，产品质量取决于工人经验，用工多，劳动强度大，工艺重复性差，因此，镁合金棒材生产领域迫切需要采用现代智能控制技术，通过控制系统来控制镁合金整个棒材连铸生产过程以替代人工看流。

2、镁合金材料烧损率高，造成镁合金棒材成本居高不下，已严重阻碍了变形镁合金领域的发展和应用。

3、整个生产过程中需采用SF6、SO2或者HFC14a等污染性保护气体，废气烟尘排放量大，污染环境。

发明内容

本发明提供了一种水平连续铸造生产线，解决了现有技术中的铸棒机的镁合金材料烧损率高，产品质量取决于工人经验，劳动强度大，工艺重复性差等问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种水平连续铸造生产线，其包括：开盖机构、加热机构、第一支撑架，第二支撑架、铸棒机构、牵引机构和切割机构，所述开盖机构的一端固定在地面，所述开盖机构的另一端连接于所述加热机构，所述加热机构连接于所述第一支撑架，所述加热机构的入料口连接有气压给料机构，所述加热机构的出料口连接有输料管，所述输料管的另一端连接于所述铸棒机构的一端，所述铸棒机构的另一端连接于所述牵引机构的一端，所述牵引机构的另一端连接于所述切割机构，所述铸棒机构和所述牵引机构之间还连接有引锭头，所述铸棒机构、牵引机构和切割机构均设置于所述第二支撑架上，且所述第二支撑架与所述第一支撑架相邻设置。

优选的，所述加热机构包括：感应线圈，坩埚、坩埚盖和连接仓，所述感应线圈缠绕于所述坩埚，所述坩埚的一端穿设于所述第二支撑架，所述坩埚的另一端连接于所述连接仓，所述坩埚盖盖设于所述连接仓顶部，所述坩埚与所述连接仓的连接处设置有上水套、下水套和密封圈，所述坩埚盖与所述连接仓的连接处设置有上水套、下水套和密封圈，且所述坩埚与所述连接仓的连接处焊接有法兰。

优选的，所述水平连续铸造生产线还包括精炼取样机构，所述精炼取样机构设置于所述加热机构的顶部，且所述精炼取样机构设置于所述开盖机构和所述加热机构之间。

优选的，所述精炼取样机构包括：过渡仓、溶剂斗、给料机、坩埚真空室和过度仓盖，所述坩埚真空室底部连接于所述坩埚盖，所述坩埚真空室的顶部连接有真空插板阀，所述过渡仓底部连接于所述真空插板阀，且所述给料机设置于所述过渡仓内，所述给料机的一侧连接有手轮，所述溶剂斗连通于所述给料机，且所述过渡仓顶部盖设有过渡仓盖，所述过渡仓盖卡合连接于所述开盖机构。

优选的，所述水平连续铸造生产线还包括取样机构，所述取样机构安装于所述过渡仓内。

优选的，所述铸棒机构包括：模具、驱动单元、铸棒架和压紧单元，所述模具连接有链条，以使所述模具和所述链条形成一体式结构，所述链条连接于所述驱动单元的驱动端，所述压紧单元贴合于所述链条，且所述压紧单元连接到所述铸棒架。

优选的，所述模具的数量设置为多个，多个所述模具均匀地设置于所述铸棒架。

优选的，所述铸棒机还包括冷却机构、真空机构和过滤机构，所述冷却机构设置于所述铸棒机构和所述牵引机构之间，所述过滤机构的一侧连通于所述加热机构，所述过滤机构的另一侧连通于所述真空机构，且所述真空机构与所述过滤机构相邻设置。

优选的，所述水平连续铸造生产线还包括吹气管，所述吹气管穿设于所述坩埚侧壁，且所述吹气管延伸到所述坩埚的内腔。

本发明公开了一种水平连续铸造生产线，其包括：开盖机构、加热机构、第一支撑架，第二支撑架、铸棒机构、牵引机构和切割机构，开盖机构的一端固定在地面，开盖机构的另一端连接于加热机构，加热机构连接于第一支撑架，加热机构的出料口连接有输料管，输料管的另一端连接于铸棒机构的一端，铸棒机构的另一端连接于牵引机构的一端，牵引机构的另一端连接于切割机构，铸棒机构、牵引机构和切割机构均设置于第二支撑架上，本发明镁合金熔化和精炼都在封闭的真空体系下进行，降低镁合金材料烧损率的同时确保生产过程无任何烟尘排放，且本发明可以实现生产连续不间断，过程控制自动化，洁净环保，稳定可控，提高安全性，可根据需求定制。

附图说明

图1是本发明一种水平连续铸造生产线的示意图；

图2是本发明一种水平连续铸造生产线的局部示意图之一；

图3是本发明一种水平连续铸造生产线的精炼取样机构示意图之一；

图4是本发明一种水平连续铸造生产线的精炼取样机构示意图之一；

图5是本发明一种水平连续铸造生产线的局部示意图之一。

图中，

1、开盖机构；2、加热机构；21、坩埚；211、上水套；212、下水套；213、密封圈；214、法兰；23、连接仓；24、感应线圈；

3、精炼取样机构；31、过渡仓；32、过渡仓盖；33、溶剂斗；34、给料机；35、手轮；36、真空插板阀；37、坩埚真空室；38、取样装置；

4、过滤机构；5、真空机构；6、吹气管；7、输料管；8、牵引机构；9、切割机构；

10、铸棒机构；101、铸棒架；102、模具；103、链条；104、驱动单元；105、压紧单元；

11、第一连接架；12、第二连接架；13、引锭头；14、气压给料机构；15、冷却机构；16、吹气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本发明公开了一种水平连续铸造生产线，其包括：开盖机构1、加热机构2、第一支撑架11，第二支撑架12、铸棒机构10、牵引机构8和切割机构9，开盖机构1的一端固定在地面，开盖机构1的另一端连接于加热机构2，加热机构2连接于第一支撑架11，加热机构2的入料口连接有气压给料机构14，加热机构2的出料口连接有输料管7，输料管7的另一端连接于铸棒机构10的一端，铸棒机构10的另一端连接于牵引机构8的一端，牵引机构8的另一端连接于切割机构9，铸棒机构10和牵引机构8之间还连接有引锭头13，铸棒机构10、牵引机构8和切割机构9均设置于第二支撑架12上，且第二支撑架12与第一支撑架11相邻设置。本发明镁合金熔化和精炼都在封闭的真空体系下进行，降低镁合金材料烧损率的同时确保生产过程无任何烟尘排放，且本发明可以实现生产连续不间断，过程控制自动化，洁净环保，稳定可控，提高安全性，可根据需求定制。

进一步的，本发明的气压给料机构14采用气压控制定量输送技术，镁合金液精炼完成之后，将镁合金熔体定量精准输送到水平连续铸造生产线的入料口。

优选的，加热机构2包括：感应线圈24、坩埚21、坩埚盖22和连接仓23，感应线圈24缠绕于坩埚21，坩埚21的一端穿设于第二支撑架12，坩埚21的另一端连接于连接仓23，坩埚盖22盖设于连接仓23顶部，坩埚21与连接仓23的连接处设置有上水套211、下水套212和密封圈213，坩埚盖22与连接仓23的连接处设置有上水套211、下水套212和密封圈213，且坩埚21与连接仓23的连接处焊接有法兰214。

进一步的，本发明的法兰214与坩埚21的焊接采用特殊的缓冲结构，可降低焊口的热循环应力，降低焊缝开裂风险，且坩埚21与连接仓23的连接处和坩埚盖22与连接仓23的连接处均设置有上水套211、下水套212，可确保密封圈213寿命。

更进一步的，本发明的加热机构2不仅可以通过感应线圈24实现感应加热，也可将感应线圈24设置为电阻丝。

优选的，水平连续铸造生产线还包括精炼取样机构3，精炼取样机构3设置于加热机构2的顶部，且精炼取样机构3设置于开盖机构1和加热机构2之间。

优选的，精炼取样机构3包括：过渡仓31、溶剂斗33、给料机34、坩埚真空室37和过度仓盖32，坩埚真空室37和底部连接于坩埚盖22，坩埚真空室37和的顶部连接有真空插板阀36，过渡仓31底部连接于真空插板阀36，且给料机34设置于过渡仓31内，给料机34的一侧连接有手轮35，溶剂斗33连通于给料机34，且过渡仓31顶部盖设有过渡仓盖32，过渡仓盖32卡合连接于开盖机构1。

优选的，水平连续铸造生产线还包括取样机构38，取样机构38安装于过渡仓31内。

进一步的，本发明通过设置精炼取样机构3，达到在真空环境下进行均匀撒溶剂操作和取样操作的目的。

更进一步的，本发明的精炼取样工作过程：

S01、填料；

S02、关闭真空插板阀36，启动真空机构5，使得坩埚真空室37处于半真空状态，开始加热；

S03、溶剂温度达到精炼温度后，打开过渡仓盖32，放入装满溶剂的溶剂斗33，关闭过渡仓盖32，启动真空机构5对过渡仓31进行抽真空；

S04、过渡仓31的真空度和坩埚真空室37的真空度接近时打开真空插板阀36，顺时针旋转手轮35使得给料机34的溶剂进入坩埚21，与熔体混合，通过吹气管6进行吹气精炼；

S05、精炼完成，关闭真空插板阀36，静置；

S06、将氩气吹入过渡仓31，过渡仓31达到大气压后打开过渡仓盖32，取出溶剂斗33；

S06、放入取样机构38，关闭过渡仓盖32，启动真空机构5对过渡仓31进行抽真空；

S07、过渡仓31的真空度和坩埚真空室37的真空度接近时打开真空插板阀36，逆时针旋转手轮35使得取样机构38沉入熔体进行取样；

S08、顺时针旋转手轮35将取样机构38收回至过渡仓31，关闭真空插板阀36，将氩气吹入过渡仓31，过渡仓31达到大气压后打开过渡仓盖32，取出取样机构38；

S09、关闭过渡仓盖32。

优选的，铸棒机构10包括：模具102、驱动单元104、铸棒架101和压紧单元105，模具102连接有链条103，以使模具102和链条103形成一体式结构，链条103连接于驱动单元104的驱动端，压紧单元105贴合于链条103，且压紧单元105连接到铸棒架101。

优选的，模具102的数量设置为多个，多个模具102均匀地设置于铸棒架101。

需说明的是，模具102的数量设置为至少两个，当需要生产大直径的产品时，则相应的增加模具的数量，进而保证了本发明铸棒机的通用性，同时保证了本水平连续铸造生产线铸棒过程的稳定性。

进一步的，本发明的模具102和链条103为一体式结构，减少了结构的累计，同时模具102在链条103直段处形成圆柱密闭空腔，且本发明的链条103直段处具有压紧装置，链条103通过驱动单元104驱动保持同步运转；且本发明的铸棒机所具有的模温检测，模温冷却，喷覆脱模剂功能和其他常规铸锭机一致。

优选的，铸棒机还包括冷却机构15、真空机构5和过滤机构4，冷却机构15设置于铸棒机构10和牵引机构8之间，过滤机构4的一侧连通于加热机构2，过滤机构4的另一侧连通于真空机构5，且真空机构5与过滤机构4相邻设置。

进一步的，本发明通过设置过滤机构4和真空机构5，采用真空熔炼的技术路线，使镁合金熔化和精炼都在封闭的真空体系下进行，从而使精炼产生的废气经过真空管路集中收集处理，整个生产过程不用SF6、SO2或者HFC14a等污染性保护气体，洁净环保，确保生产过程无任何烟尘排放，且真空下采用精炼剂的使用量大幅度低于传统的开放式精炼，镁合金材料烧损率也显著降低。

优选的，水平连续铸造生产线还包括吹气管6，所述吹气管6穿设于所述坩埚21侧壁，且所述吹气管6延伸到所述坩埚21的内腔。

进一步的，本发明通过设置吹气管6，当温度达到精炼温度后，通过吹气管6进行吹气精炼。

本发明的工作过程：

S1、打开开盖机构1，将镁锭放入坩埚21内；

S2、关闭开盖机构1，盖上坩埚盖32，开启真空机构5，检查坩埚21与坩埚盖32之间的密闭性，达到一定真空值后开启加热；

S3、当温度达到精炼温度时，启动精炼取样机构3并同时精炼取样机构3开始工作，均匀撒入溶剂，进行精炼和取样；

S4、当合金液体满足所有工艺指标时，开启加热机构2将合金液体通过管道压入铸棒机构10与引锭头13之间的空腔内；

S5、铸棒机构10开始运转，同时牵引机构8带动引锭头13与铸棒机构10同速运转，随后铸胚进入看冷却机构15开始冷却；

S6、运行至切割机构9后开始切割。

在此需要注意的是，本发明通过控制系统来控制镁合金整个棒材连铸生产过程以替代人工看流，提高生产效率，提高安全性，降低成本。

综上，本发明公开了一种水平连续铸造生产线，其包括：开盖机构、加热机构、第一支撑架，第二支撑架、铸棒机构、牵引机构和切割机构，开盖机构的一端固定在地面，开盖机构的另一端连接于加热机构，加热机构连接于第一支撑架，加热机构的出料口连接有输料管，输料管的另一端连接于铸棒机构的一端，铸棒机构的另一端连接于牵引机构的一端，牵引机构的另一端连接于切割机构，铸棒机构、牵引机构和切割机构均设置于第二支撑架上，本发明镁合金熔化和精炼都在封闭的真空体系下进行，降低镁合金材料烧损率的同时确保生产过程无任何烟尘排放，且本发明可以实现生产连续不间断，过程控制自动化，洁净环保，稳定可控，提高安全性，可根据需求定制。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水平连续铸造生产线，其特征在于，包括：开盖机构、加热机构、第一支撑架，第二支撑架、铸棒机构、牵引机构和切割机构，所述开盖机构的一端固定在地面，所述开盖机构的另一端连接于所述加热机构，所述加热机构连接于所述第一支撑架，所述加热机构的入料口连接有气压给料机构，所述加热机构的出料口连接有输料管，所述输料管的另一端连接于所述铸棒机构的一端，所述铸棒机构的另一端连接于所述牵引机构的一端，所述牵引机构的另一端连接于所述切割机构，所述铸棒机构和所述牵引机构之间还连接有引锭头，所述铸棒机构、牵引机构和切割机构均设置于所述第二支撑架上，且所述第二支撑架与所述第一支撑架相邻设置。

2.如权利要求1所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，所述加热机构包括：感应线圈，坩埚、坩埚盖和连接仓，所述感应线圈缠绕于所述坩埚，所述坩埚的一端穿设于所述第二支撑架，所述坩埚的另一端连接于所述连接仓，所述坩埚盖盖设于所述连接仓顶部，所述坩埚与所述连接仓的连接处设置有上水套、下水套和密封圈，所述坩埚盖与所述连接仓的连接处设置有上水套、下水套和密封圈，且所述坩埚与所述连接仓的连接处焊接有法兰。

3.如权利要求2所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，还包括精炼取样机构，所述精炼取样机构设置于所述加热机构的顶部，且所述精炼取样机构设置于所述开盖机构和所述加热机构之间。

4.如权利要求3所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，所述精炼取样机构包括：过渡仓、溶剂斗、给料机、坩埚真空室和过度仓盖，所述坩埚真空室底部连接于所述坩埚盖，所述坩埚真空室的顶部连接有真空插板阀，所述过渡仓底部连接于所述真空插板阀，且所述给料机设置于所述过渡仓内，所述给料机的一侧连接有手轮，所述溶剂斗连通于所述给料机，且所述过渡仓顶部盖设有过渡仓盖，所述过渡仓盖卡合连接于所述开盖机构。

5.如权利要求4所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，还包括取样机构，所述取样机构安装于所述过渡仓内。

6.如权利要求1所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，所述铸棒机构包括：模具、驱动单元、铸棒架和压紧单元，所述模具连接有链条，以使所述模具与所述链条形成一体式结构，所述链条连接于所述驱动单元的驱动端，所述压紧单元贴合于所述链条，且所述压紧单元连接到所述铸棒架。

7.如权利要求6所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，所述模具的数量设置为多个，多个所述模具均匀地设置于所述铸棒架。

8.如权利要求1所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，还包括冷却机构、真空机构和过滤机构，所述冷却机构设置于所述铸棒机构和所述牵引机构之间，所述过滤机构的一侧连通于所述加热机构，所述过滤机构的另一侧连通于所述真空机构，且所述真空机构与所述过滤机构相邻设置。

9.如权利要求1所述的水平连续铸造生产线，其特征在于，还包括吹气管，所述吹气管穿设于所述坩埚侧壁，且所述吹气管延伸到所述坩埚的内腔。

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