CN114433796A - 高效浇注锭模结构及浇注工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金熔炼成形技术领域，具体涉及一种高效浇注锭模结构，其包括:模体，所述模体设有第一锭模和第二锭模，所述第一锭模及所述第二锭模分别纵向贯穿所述模体；底板，所述底板设置在所述模体底部，并且所述底板顶部对应各个所述第一锭模与所述第二锭模之间设有连通通道；耐火外层，所述耐火外层设置在所述模体及所述底板外部，并且所述耐火外层设有辅助加热；其浇注工艺为：在辅助加热的配合下，将液态金属采用上注方式对第一锭模浇注，液态金属通过所述底板的连通通道进入各个所述第二锭模，并呈下注方式完成各个所述第二锭模的浇注；本发明通过对锭模的重新定义，实现了真空腔室环境下的浇注及凝固的解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及冶金熔炼成形技术领域，具体涉及一种高效浇注锭模结构及浇注工艺。
背景技术
在冶金行业常用熔炼液态金属浇注成形，在这个过程中存在浇注和凝固可控性难度大，尤其是在密闭的抽真空腔室环境浇注。
发明内容
本发明提供一种高效浇注锭模结构及浇注工艺，主要提供真空腔室环境浇注及凝固解决方案。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效浇注锭模结构，其包括:模体，所述模体设有第一锭模和第二锭模，所述第一锭模及所述第二锭模分别纵向贯穿所述模体；底板，所述底板设置在所述模体底部，并且所述底板顶部对应各个所述第一锭模与所述第二锭模之间设有连通通道；耐火外层，所述耐火外层设置在所述模体及所述底板外部，并且所述耐火外层设有辅助加热；所述耐火外层为顶部开放的围堰结构，并且在内部形成浇注附属环境；所述锭模及所述底板设置在所述浇注附属环境中。
优选的，所述第一锭模为一个，并为上注锭模结构；所述第二锭模为多个，分别为下注锭模结构。
优选的，所述第一锭模及所述第二锭模均上注锭模结构。
优选的，所述底板顶部设有凹陷的拼接空间，所述拼接空间内码放有若干耐材拼接块，并且所述拼接空间通过所述耐材拼接块填充为与所述底板顶部平齐；相邻的两个所述耐材拼接块之间分别设有连通所述第一锭模与所述第二锭模之间的凹槽，并通过两个所述耐材拼接块的契合使两个所述凹槽构成所述连通通道；任意相邻的两个所述耐材拼接块之间设置为互补的阶梯结构，所述凹槽位于阶梯结构的中部。
优选的，所述底板顶部设有凹陷的拼接空间，所述拼接空间内码放有若干上层耐材拼块和下层耐材拼块，并且所述上层耐材拼块顶部与所述底板顶部平齐；所述上层耐材拼块底部与所述下层耐材拼块的顶部呈阶梯状适配结构，并且所述上层耐材拼块的底部与所述下层耐材拼块的顶部之间任意一组相互接触的水平表面上分别设有凹槽，相配合的上层耐材拼块与所述下层耐材拼块通过所述凹槽构成所述连通通道。
优选的，所述底板与所述耐火外层为分体设置。
优选的，所述辅助加热为设置在所述耐火外层壁上的一个或多个感应加热装置，感应加热装置均匀分布设置在所述模体四周；所述感应加热装置根据浇注附属环境不同设置为O形、C形或E形。
优选的，所述辅助加热为多个设置在所述耐火外层内侧壁上的多个辐射加热装置(如电加热辐射)，各个所述辐射加热装置均匀分布设置在所述模体四周。
优选的，所述高效浇注锭模结构的浇注工艺为：在辅助加热的配合下，将液态金属采用上注方式对第一锭模浇注，液态金属通过所述底板的连通通道进入各个所述第二锭模，并呈下注方式完成各个所述第二锭模的浇注。
优选的，所述高效浇注锭模结构的浇注工艺为：在辅助加热的配合下，将液态金属采用上注方式对所述第一锭模及所述第二锭模进行上浇注。
本发明有益效果为：
(1)改善液态金属浇注凝固的铸态组织，减小凝固金属的缩孔大小和缩短凝固金属的缩于深度。可实现分级加热和液态金属定向凝固，即：可使被加热部分后凝固。
(2)采用上下浇注结合方式能有效提高浇注金属收得率。收得率＝凝固钢锭的重量÷投料浇注金属的重量。
(3)采用辅助加热和耐火外层的模块化连接设计能有效降低液态金属被浇注系统污染的风险，即：降低耐材夹杂物的含量。
(4)减少上注法烫坏钢锭模底部下沿和模壁的风险，从而降低钢锭切除损失。
(5)耐火外层设计有效防止浇注高温金属液渗出烫坏外围其他设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高效浇注锭模结构示意图；
图2为本发明高效浇注锭模结构另一方案示意图；
图3为本发明耐材拼接块构成连通通道结构示意图；
图4为本发明上、下耐材拼块结构示意图；
图5为本发明感应加热装置结构示意图；
图6为本发明辐射加热装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1、图2、图3、图5、图6所示，一种高效浇注锭模结构，其包括:模体1，所述模体1设有第一锭模2和第二锭模3，所述第一锭模2及所述第二锭模3分别纵向贯穿所述模体1；底板4，所述底板4设置在所述模体1底部，并且所述底板4顶部对应各个所述第一锭模2与所述第二锭模3之间设有连通通道5；耐火外层6，所述耐火外层6设置在所述模体1及所述底板4外部，并且所述耐火外层6设有辅助加热7。
其中，辅助加热7可以为设置在所述耐火外层6上的多个感应加热装置11，感应加热装置根据浇注附属环境设置为O形(环形)、C形或E形感应器。各个所述感应加热装置11均匀分布设置在所述模体四周；所述O形感应圈加热装置11分多级设置，可分级加热控制；所述C形或E形感应加热装置11包括由若干高导磁芯(如矽钢片)，以及缠绕在所述导磁芯上的线圈构成；所述高导磁芯采用C形或E形设置。采用该设置时，各个感应加热装置11底部设有底座，并通过底座来调节高度与码放间隔，从而实现不同加热需求。
另外，辅助加热7也可以为多个设置在所述耐火外层6内侧壁上的辐射加热装置12，各个所述辐射加热装置12通过均匀分布设置在所述模体四周。在该设置中，各个辐射加热装置12通过底座来调节高度与放置间隔，实现高度调节，满足分级加热需求。
在一种实施方案中，第一锭模2为一个，并为上注锭模结构；所述第二锭模3为多个，分别为下注锭模结构。该实施方案的浇注工艺为：在辅助加热7的配合下，将液态金属采用上注方式对第一锭模2浇注，液态金属通过所述底板4的连通通道5进入各个所述第二锭模3，并呈下注方式完成各个所述第二锭模3的浇注。当液态金属冷却定形后，通过对耐火外层6进行吊装来完成脱模。
通过该形态的锭模浇注结构及浇注工艺，对传统上注和下注工艺结合，从而取了两种浇注方式的优点，通过辅助加热7改善液态金属浇注凝固的铸态组织，减小凝固金属的缩孔大小和缩短凝固金属的缩于深度。并且在辅助加热7的作用下实现分级加热和液态金属定向凝固功能。同时在采用上下浇注结合方式还有效提高浇注金属收得率。在耐火外层6的作用下，能有效降低液态金属渗出和被浇注系统污染的风险，同时还有效的防止金属液漏出。另外由于减少上注法烫坏钢锭模底部下沿和模壁的风险，从而降低钢锭切除损失。
根据图2所示，在另一中实施方案中，第一锭模2及所述第二锭模3均上注锭模结构。那么此时的浇注工艺为：在辅助加热7的配合下，将液态金属采用上注方式对所述第一锭模2及所述第二锭模3进行上浇注，当液态金属冷却定形后，通过对耐火外层6进行吊装来完成脱模。就此实施例来说，该锭模浇注结构可通过选择不同的模体1结构来兼容常用的上注或下注方式进行液态金属的浇注作业。
作为优选方案，所述耐火外层6为顶部开放的围堰结构，并且在内部形成浇注附属环境；所述模体1及所述底板设置在所述浇注附属环境中。
该设置中，模块化的耐火外层6避免上注液态金属溅在模壁上，提高了凝固金属的表面质量，降低凝固金属表面扒皮率。
同时，所述围堰结构内不但可放置非工作锭模，用于热量储存回收，还可烘烤其他非工作锭模和工作锭模。
作为优选方案，所述底板4顶部设有凹陷的拼接空间，所述拼接空间内码放有若干耐材拼接块8，并且所述拼接空间通过所述耐材拼接块8填充为与所述底板4顶部平齐；相邻的两个所述耐材拼接块8之间分别设有连通所述第一锭模2与所述第二锭模3之间的凹槽，并通过两个所述耐材拼接块8的契合使两个所述凹槽构成所述连通通道5；任意相邻的两个所述耐材拼接块8之间设置为互补的阶梯结构，所述凹槽位于阶梯结构的中部，并由此来减少了浇注中异物的污染，提高了良品率。
该设置中，模块化的底板4通过搭配不同的耐材拼接块8及不同的拼接方式，来适应多种模体1规格。另外，任意相邻的两个所述耐材拼接块8之间设置为互补的阶梯结构，所述凹槽位于阶梯结构的中部。由耐材拼接块8使连通通道5模块化，并在台阶结合面的作用下有效的防止金属液泄漏，从而减少了浇注中金属液渗漏损失，提高金属收得率。
根据图4所示，作为该方案的另一实施例，所述底板4顶部设有凹陷的拼接空间，所述拼接空间内码放有若干上层耐材拼块9和下层耐材拼块9，并且所述上层耐材拼块9顶部与所述底板4顶部平齐；所述上层耐材拼块9底部与所述下层耐材拼块9的顶部呈阶梯状适配结构，并且所述上层耐材拼块9的底部与所述下层耐材拼块9的顶部之间任意一组相互接触的水平表面上分别设有凹槽，相配合的上层耐材拼块9与所述下层耐材拼块9通过所述凹槽构成所述连通通道5。该实施例中，上层耐材拼块9整体性能强，因此能与模体1底部平面完美结合，避免泄露问题。
另外，由于底板4与所述耐火外层6为分体设置，因此可以根据模体1产量及设备投入成本进行优化，同时还可利用分体结构的优势，方便整套结构的组装和钢锭脱模。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高效浇注锭模结构，其特征在于,包括:
模体，所述模体设有第一锭模和第二锭模，所述第一锭模及所述第二锭模分别纵向贯穿所述模体；
底板，所述底板设置在所述模体底部，并且所述底板顶部对应各个所述第一锭模与所述第二锭模之间设有连通通道；
耐火外层，所述耐火外层设置在所述模体及所述底板外部，并且所述耐火外层设有辅助加热；
所述耐火外层为顶部开放的围堰结构，并且在内部形成浇注附属环境；所述锭模及所述底板设置在所述浇注附属环境中。
2.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述第一锭模为一个，并为上注锭模结构；所述第二锭模为多个，分别为下注锭模结构。
3.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述第一锭模及所述第二锭模均上注锭模结构。
4.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述底板顶部设有凹陷的拼接空间，所述拼接空间内码放有若干耐材拼接块，并且所述拼接空间通过所述耐材拼接块填充为与所述底板顶部平齐；相邻的两个所述耐材拼接块之间分别设有连通所述第一锭模与所述第二锭模之间的凹槽，并通过两个所述耐材拼接块的契合使两个所述凹槽构成所述连通通道；任意相邻的两个所述耐材拼接块之间设置为互补的阶梯结构，所述凹槽位于阶梯结构的中部。
5.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述底板顶部设有凹陷的拼接空间，所述拼接空间内码放有若干上层耐材拼块和下层耐材拼块，并且所述上层耐材拼块顶部与所述底板顶部平齐；所述上层耐材拼块底部与所述下层耐材拼块的顶部呈阶梯状适配结构，并且所述上层耐材拼块的底部与所述下层耐材拼块的顶部之间任意一组相互接触的水平表面上分别设有凹槽，相配合的上层耐材拼块与所述下层耐材拼块通过所述凹槽构成所述连通通道。
6.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述底板与所述耐火外层为分体设置。
7.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述辅助加热为设置在所述耐火外层壁上的一个或多个感应加热装置，感应加热装置均匀分布设置在所述模体四周；所述感应加热装置根据浇注附属环境不同设置为O形、C形或E形。
8.根据权利要求1所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述辅助加热为多个设置在所述耐火外层内侧壁上的辐射加热装置，各个所述辐射加热装置通过均匀分布设置在所述模体四周。
9.根据权利要求2所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述高效浇注锭模结构的浇注工艺为：在辅助加热的配合下，将液态金属采用上注方式对第一锭模浇注，液态金属通过所述底板的连通通道进入各个所述第二锭模，并呈下注方式完成各个所述第二锭模的浇注。
10.根据权利要求3所述的高效浇注锭模结构，其特征在于：所述高效浇注锭模结构的浇注工艺为：在辅助加热的配合下，将液态金属采用上注方式对所述第一锭模及所述第二锭模进行上浇注。
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