CN112265117A - 一种电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,包括如下步骤:1)将浇注完成的电熔砖砂型模移至排气装置的排气工位;2)将排气杆升至高于冒口面并对准冒口;3)通过主升降机构使得排气杆向下移动,击穿冒口表面结晶硬壳层进入刚玉砖砂型模的型腔内部;然后通过副升降机构、排气执行机构,使得排气杆作上下往复运动;4)排气杆上升离开刚玉砖砂型模后,冷却并清除排气杆表面粘附凝固熔浆;5)重复步骤2)‑4)若干次;排气作业完成后,采用石棉毡封闭冒口。本发明实现了电熔砖无缩孔浇铸的排气的自动化,减少了冒口体积,提高了电熔砖的容重,降低了工人的劳动强度,减少了工艺成本,而且能保证产品的质量。

Description

一种电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法
技术领域
本发明属于玻璃熔窑用熔铸锆刚玉耐火制品技术领域,具体涉及一种电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法。
背景技术
电熔锆刚玉砖是将原料完全熔融后浇铸在铸模中,经冷却、凝固而制成。电熔锆刚玉砖溶液比金属熔液的粘度高,流动性较差。
无缩孔浇铸在电熔砖浇铸工艺中普遍采用,是指将缩孔集中在某一区域(冒口)内。这种浇铸工艺经常需要补浇,退火后缩孔会集中在冒口区。然后用金刚石锯将冒口切除,剩余的为电熔砖本体,其成分均匀,组织致密。现在的无缩孔浇铸工艺,在冷凝过程中的初期(缩孔形成及快速扩展初始阶段),尚未实行有效的工艺措施进行主动控制,导致缩孔较大较深。
电熔砖容重直接关系到电熔砖质量。目前行业内无缩孔浇铸工艺浇注后退火前基本由人工进行捅破冒口结晶硬壳同时在冒口区表层搅动作业,因此无缩孔铸造有以下缺点:一,熔融态电熔砖温度过高,也易造成作业过程中的飞溅而引起工人烫伤,作业安全风险过高,工人普遍不愿意从事该工作;二,人工作业劳动强度大;三,人工作业很难深入型腔熔浆,且作业时间短,对缩孔的形成及发展起不到控制的作用,难以保证电熔砖的容重,导致产品质量差;四,无缩孔铸造成本高昂,冒口区需设计得较大,锯切缩孔集中部位花费高昂,材料浪费很大。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种操作方便、能够改善工人的工作环境、降低工人的劳动强度、对缩孔形成发展初期进行有效的主动控制、安全可靠、且能保证产品的质量稳定性的电熔砖刚玉砖无缩孔铸造用排气工艺装备。
本发明解决上述问题的技术方案是:一种电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,采用的工艺设备包括机座、主升降机构、升降横梁、旋转机构、平移机构、副升降机构、排气杆、冷却水箱及清渣装置,机座安装在地面上,所述旋转机构、冷却水箱安装在机座上,主升降机构安装在旋转机构上,升降横梁安装在主升降机构上能可沿主升降机构升降;平移机构安装在升降横梁上并能沿升降横梁平移,所述副升降机构安装在平移机构上,副升降机构与排气执行机构相连,带动排气执行机构升降,排气执行机构与排气杆相连;
包括如下步骤:
1)将浇注好的刚玉砖砂型模移至排气装置的排气工位;
2)启动排气装置的旋转机构、主升降机构、副升降机构及平移机构,将排气杆升至高于冒口面并对准冒口;
3)通过主升降机构,使得排气杆向下移动,击穿冒口表面结晶硬壳层进入刚玉砖砂型模的型腔内部;然后通过副升降机构、排气执行机构,使得排气杆作上下往复运动;
4)排气杆上升离开刚玉砖砂型模后,启动旋转机构及平移机构,将排气杆移至冷却水箱位置,启动主升降机构、副升降机构,将排气杆进入冷却水箱冷却后离开冷却水箱;然后通过旋转机构及平移机构将排气杆移动至清渣工位,清除排气杆表面粘附凝固熔浆;
5)重复步骤2)-4)若干次;排气作业完成后,采用石棉毡封闭冒口。
上述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法中,步骤1)中,浇注刚玉砖砂型模静置15-30分钟后移至排气装置的排气工位。
上述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法中,步骤3)中,排气杆在上下往复运动过程中,排气杆下端的最低位置低于刚玉砖本体的中心。
上述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法中,步骤5)中,重复步骤2)-4)两次,第一次排气杆离开刚玉砖砂型模到第二次排气杆进入刚玉砖砂型模间隔10-20分钟;第二次排气杆离开刚玉砖砂型模到第三次排气杆进入刚玉砖砂型模间隔15-25分钟。
上述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法中,步骤3)中排气杆作上下往复运动的时间不长于10分钟。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明实现了电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气的自动化,无需人工操作,改善了工人的工作环境,降低了工人的劳动强度,减少了人工成本,进而降低了产品的生产成本。
2、本发明能稳定可靠地实现电熔砖的排气作业,有效提高了熔重,保证了产品质量。本发明采用排气杆的上下往复运动,使得刚玉砖砂型模内熔浆强制流动,使刚玉砖砂型模内熔浆中夹入的气泡破裂,气体能快速扩散至冒口排出,玉砖砂砂型模的边角尤其是上部的更容易产生气体的聚集形成气膜,阻挡了熔浆的填充,排气杆反复多次强制刚玉砖砂型模内熔浆流动,使边角位置气膜破裂,熔浆能顺利填充,保证了电熔砖外形的完整。同时在冷凝初期,刚玉砖砂型模在冷态的情况下会快速吸收熔浆内热量,在达到相对平衡点前形成一个较陡的温度梯度,此时因温度急剧变化产生的体积变化在通过排气工艺的强制搅动使熔浆产生一定的流动就及时补充了体积变化产生的局部空腔,在缩孔形成的初期得到有效的控制,保证了产品的质量。
3.采用本发明制作的电熔锆刚玉砖,冒口体积可减少10%,降低了成本。同时由于电熔砖的熔重得到了提高,因此相应的成品率也提高了。
附图说明
图1为本发明采用的排气动作执行机械的结构图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1中旋转机构和主升降机构的俯视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为图1中主升降机构的主视图。
图6为图5的俯视图。
图7为图1中旋转机构的剖视图。
图8为图1中旋转机构的俯视图。
图9为图1中平移机构的主视图。
图10为图1中平移机构的俯视图。
图11为图9的B-B剖视图。
图12为图1中副升降机构和排气执行机构的整体结构图。
图13为图12的C-C剖视图。
图14为图1中副升降机构的结构示意图。
图15为图14的D-D剖视图。
图16为图1中排气执行机构的结构示意图。
图17为图16去掉排气执行机构机座后的结构示意图。
图18为图17的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1、图2所示,本发明采用的排气装置,包括机座1、主升降机构2、升降横梁3、定点锁紧机构4、旋转机构5、平移机构6、副升降机构7、排气执行机构8、冷却水箱11及清渣装置,机座1安装在地面上,所述主升降机构2、冷却水箱11底部安装在机座1上,所述升降横梁3安装在主升降机构2上并可沿主升降机构2升降,所述机座1上设有用于带动主升降机构2旋转的旋转机构5,所述主升降机构2顶部设有用于锁紧旋转机构5的定点锁紧机构4,所述平移机构6安装在升降横梁3上并可沿升降横梁3平移,所述副升降机构7安装在平移机构6上,副升降机构7与排气执行机构8相连,带动排气执行机构8升降,排气执行机构8与排气杆9相连。
如图3、4、7、8所示,所述旋转机构5包括内立柱5-1、外立柱5-2、旋转大齿轮5-3、旋转小齿轮5-4、第一电机5-5、第一减速机,所述内立柱5-1与机座1固定连接,外立柱5-2套设在内立柱5-1外且两端分别通过第一轴承5-7与内立柱5-1连接,所述第一电机5-5经第一减速机与旋转小齿轮5-4连接,旋转小齿轮5-4与旋转大齿轮5-3啮合,旋转大齿轮5-3通过键与外立柱5-2固定连接,在第一电机5-5的驱动下,外立柱5-2绕内立柱5-1转动,旋转速度及角度可控,旋转动作结束后可通过定点锁紧机构4锁紧固定;所述定点锁紧机构4固定在内立柱5-1上,通过液压油缸4-1对外立柱5-2进行锁紧,且锁紧力可调,液压油缸4-1与液压站4-2连接。
如图3-6所示,所述主升降机构2包括主升降基座2-1、第二电机2-2、第二减速机、主升降丝杆2-4、主升降丝杆螺母2-5,所述主升降基座2-1固定在外立柱5-2顶部,所述主升降丝杆2-4通过第二轴承2-6安装在主升降基座2-1上,第二电机2-2经第二减速机后连接主升降丝杆2-4上端,主升降丝杆2-4上设有主升降丝杆螺母2-5,所述升降横梁3与主升降丝杆螺母2-5固定连接,通过主升降机构2的丝杆传动组合带动升降横梁3升降运动,第二轴承2-6采用定心+平面轴承的方式,升降横梁3的升降导向通过导向键实现。各活动零/部件均设有密封结构及润滑油路。
所述旋转大齿轮5-3采用组合齿轮的形式,设计有齿轮啮合间隙补偿装置5-8,旋转大齿轮5-3外部设有旋转齿轮护罩5-9,所述主升降丝杆2-4外设有丝杆防尘罩2-7。
如图9-11所示,所述平移机构6包括平移基座6-1、平移拖板6-2,所述升降横梁3上设有平移导轨6-3和平移齿条6-4;平移拖板6-2安装在平移导轨6-3上,采用镶嵌铜条的方式调整间隙;所述平移基座6-1与平移拖板6-2固定连接,平移基座6-1上设有第三电机6-5和第三减速机,第三电机6-5经第三减速机后连接平移齿轮6-7,平移齿轮6-7与升降横梁3上的平移齿条6-4啮合,通过平移齿轮6-7、平移齿条6-4带动平移拖板6-2作平移运动,平移速度及位置精确可控。
如图12-15所示,所述副升降机构7包括第四电机7-1、第四减速机、副升降丝杆7-3、副升降丝杆螺母7-4,所述副升降丝杆7-3通过第三轴承7-5安装在平移拖板6-2上,第四电机7-1经第四减速机与副升降丝杆7-3上端连接,副升降丝杆7-3上设有副升降丝杆螺母7-4,副升降丝杆螺母7-4与排气执行机构8固定连接,通过副升降机构7的丝杆传动组合带动排气执行机构8作升降运动。
如图12、图13、图16-18所示,所述排气执行机构8包括排气执行机构机座8-1、驱动轮8-2、第五电机8-3、第五减速机8-4、排气套杆组件,所述平移拖板6-2上设有轨道,排气执行机构机座8-1安装在轨道上并与副升降丝杆螺母7-4固定连接, 所述排气执行机构机座8-1上设有排气套杆组件,第五电机8-3经第五减速机8-4后连接驱动轮8-2带动驱动轮8-2作旋转运动,驱动轮8-2外轮廓为异形轮廓,驱动轮8-2旋转带动排气套杆组件进行上下往复+小幅振动的运动,排气杆9通过法兰连接在排气套杆组件的排气套杆8-5上,可快速拆换。
所述排气套杆组件包括排气套杆8-5、第一导向轮8-6、套杆座8-7,所述排气杆9竖直设置,排气杆9上端与排气套杆8-5连接,排气套杆8-5穿过排气执行机构机座8-1,排气执行机构机座8-1上对应于排气套杆8-5设有第一若干导向轮组,每个第一导向轮组包括对称分布在排气套杆8-5两侧的两个第一导向轮8-6,第一导向轮8-6的侧面上设有第一弧形凹槽,所述套杆座8-7安装在排气套杆8-5上,套杆座8-7底面支撑在驱动轮8-2上,驱动轮8-2转动实现排气套杆8-5的上下移动。
所述套杆座8-7上固定安装有若干连接杆8-8,连接杆8-8与排气杆9平行设置;所述的连接杆8-8穿过排气执行机构机座8-1,排气执行机构机座8-1上对应于每个连接杆8-8设有若干第二导向轮组,每个第二导向轮组包括对称分布在连接杆8-8两侧的两个第二导向轮8-9,第二导向轮8-9的侧面上设有第二弧形凹槽;连接杆8-8底部与排气执行机构机座8-1底部之间设有第一弹簧8-10,第一弹簧8-10起到排气杆9振动动作时增大砸击效果的作用。
所述排气套杆组件包括缓冲座8-11,所述缓冲座8-11固定安装在多个连接杆8-8的顶端,缓冲座8-11上设有一导向孔,导向孔的轴线平行于排气杆9设置;导向孔内设有导向杆,导向杆上套装有第二弹簧,第二弹簧的下端与导向杆底部连接,第二弹簧的上端与缓冲座8-11连接。缓冲座8-11作为所述排气套杆组件配套设施起缓冲作用同时起到避免砸击动作落到驱动轮8-2上。在驱动轮8-2将连接杆8-8和排气套杆8-5顶到最高位置后,排气套杆8-5呈断崖式下落,在下落过程中,缓冲座8-11上的导向杆下端首先接触排气执行机构机座8-1顶部,第二弹簧的弹力起到缓冲作用,而且能防止套杆座8-7下落过程中与驱动轮8-2刚性碰撞而损坏。
本发明包括如下步骤:
1)浇注刚玉砖砂型模10静置15-30分钟,然后将刚玉砖砂型模10移至排气装置的排气工位。
2)启动排气装置的旋转机构5、主升降机构2、副升降机构7及平移机构6,将排气杆9升至高于冒口面并对准冒口。
3)通过主升降机构2,使得排气杆9向下移动,击穿冒口表面结晶硬壳层进入刚玉砖砂型模的型腔内部;然后通过副升降机构7、排气执行机构8,使得排气杆9作上下往复运动;排气杆9作上下往复运动的时间不长于10分钟;排气杆在上下往复运动过程中,排气杆下端的最低位置低于刚玉砖本体的中心。
4)排气杆9上升离开刚玉砖砂型模10后,启动旋转机构5及平移机构6,将排气杆9移至冷却水箱位置,通过主升降机构、副升降机构将排气杆进入冷却水箱快速冷却后离开冷却水箱11;然后通过旋转机构5及平移机构6将排气杆9移至清渣工位12,清除排气杆9表面粘附凝固熔浆;
5)重复步骤2)-4)两次(也可以是一次,也可以多于两次);第一次排气杆离开刚玉砖砂型模10到第二次排气杆进入刚玉砖砂型模10间隔10-20分钟;第二次排气杆离开刚玉砖砂型模10到第三次排气杆进入刚玉砖砂型模10间隔15-25分钟。排气作业完成后,采用石棉毡封闭冒口。

Claims (5)

1.一种电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,其采用的工艺设备包括机座、主升降机构、升降横梁、旋转机构、平移机构、副升降机构、排气杆、冷却水箱及清渣装置,机座安装在地面上,所述旋转机构、冷却水箱安装在机座上,主升降机构安装在旋转机构上,升降横梁安装在主升降机构上能可沿主升降机构升降;平移机构安装在升降横梁上并能沿升降横梁平移,所述副升降机构安装在平移机构上,副升降机构与排气执行机构相连,带动排气执行机构升降,排气执行机构与排气杆相连;包括如下步骤:
1)将浇注好的刚玉砖砂型模移至排气装置的排气工位;
2)启动排气装置的旋转机构、主升降机构、副升降机构及平移机构,将排气杆升至高于冒口面并对准冒口;
3)通过主升降机构,使得排气杆向下移动,击穿冒口表面结晶硬壳层进入刚玉砖砂型模的型腔内部;然后通过副升降机构、排气执行机构,使得排气杆作上下往复运动;
4)排气杆上升离开刚玉砖砂型模后,启动旋转机构及平移机构,将排气杆移至冷却水箱位置,启动主升降机构、副升降机构,将排气杆进入冷却水箱冷却后离开冷却水箱;然后通过旋转机构及平移机构将排气杆移动至清渣工位,清除排气杆表面粘附凝固熔浆;
5)重复步骤2)-4)若干次;排气作业完成后,采用石棉毡封闭冒口。
2.根据权利要求1所述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,步骤1)中,浇注刚玉砖砂型模静置15-30分钟后移至排气装置的排气工位。
3.根据权利要求1所述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,步骤3)中,排气杆在上下往复运动过程中,排气杆下端的最低位置低于刚玉砖本体的中心。
4.根据权利要求1所述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,步骤5)中,重复步骤2)-4)两次,第一次排气杆离开刚玉砖砂型模到第二次排气杆进入刚玉砖砂型模间隔10-20分钟;第二次排气杆离开刚玉砖砂型模到第三次排气杆进入刚玉砖砂型模间隔15-25分钟。
5.根据权利要求1所述的电熔锆刚玉砖无缩孔浇铸的排气方法,步骤3)中排气杆作上下往复运动的时间不长于10分钟。
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