CN117680631A - 一种铝合金圆棒铸造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝材生产领域，具体公开了一种铝合金圆棒铸造设备，包括流槽本体，所述流槽本体上设有主流槽，所述主流槽连接有若干铸造单元；所述铸造单元包括依次连接的第一分流槽和第二分流槽，所述第二分流槽的末端与结晶器连接；所述第一分流槽和第二分流槽的连接处设有调节板；所述调节板上方设有角度定位盘，所述角度定位盘底部设有定位齿；所述角度定位盘还设有联动杆，所述第二分流槽中设有浮球机构，所述浮球机构包括能够漂浮在铝液上的浮球以及与浮球连接的锁扣。采用本发明，当发生铝液泄漏等铸造事故时，可以自动将出现问题的一路流槽切断，防止发生更大的事故，提升铸造安全性。

Description

一种铝合金圆棒铸造设备

技术领域

本发明涉及铝材生产领域，尤其涉及一种铝合金圆棒铸造设备。

背景技术

铝合金圆棒深井铸造设备主要包括流槽、结晶器和升降底座，铝液从流槽流出，经过结晶器的冷却成型并支承在升降底座中，铸造过程升降底座缓缓下降，从而成型预定长度的铝合金棒材。但是，由于牵引升降底座的钢丝绳断裂、冷却水不足等原因，可能会使结晶器中的铝液向下泄漏，进入充满冷却水的深井中。如果落入深井的铝液过多，高温的铝液会使水分解成氢气和氧气，从而发生氢爆。一旦发生上述事故，将造成重大的人员和财产损失。

现有的铸造设备通过加装感应器等方法来监测铸造过程，进而在发生铸造异常时及时报警和终止铸造。但是进行铸造的流槽常常处于高温状态，用于冷却的冷却水也会使现场充满水蒸气，另外，铝液也会蒸发，从而产生铝蒸汽，铝蒸汽凝固在电气设备内部，容易造成电气短路。上述不利因素叠加，导致生产现场的安全监控装置常常处于失效状态，无法起到事故预防的效果。

发明内容

本发明为了解决现有技术的缺陷，提供一种铝合金圆棒铸造设备，当发生铝液泄漏等铸造事故时，可以自动将出现问题的一路流槽切断，防止发生更大的事故，提升铸造安全性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种铝合金圆棒铸造设备，包括流槽本体，所述流槽本体上设有主流槽，所述主流槽连接有若干铸造单元；所述铸造单元包括依次连接的第一分流槽和第二分流槽，所述第一分流槽比第二分流槽宽，所述第二分流槽的末端与结晶器连接；所述第一分流槽和第二分流槽的连接处设有调节板，所述调节板一侧通过第一转轴设于所述第一分流槽和第二分流槽的连接处，所述调节板能够绕转轴水平摆动以控制所述第一分流槽和第二分流槽的连接处的流通截面大小；所述调节板上方设有角度定位盘，所述角度定位盘通过第二转轴安装于所述调节板上方，所述角度定位盘底部设有以预定间隔设置的定位齿；所述角度定位盘还设有联动杆，所述第二分流槽中设有浮球机构，所述浮球机构包括能够漂浮在铝液上的浮球以及与浮球连接的锁扣；所述锁扣能够与所述联动杆连接，当所述第二分流槽中的铝液高度低于预设值时，所述浮球机构能够通过所述锁扣驱动所述联动杆向下摆动，将所述调节板解锁。

作为上述方案的改进，所述第一分流槽和第二分流槽的连接处设有弧形连接部，所述弧形连接部具有弧形导向内壁，所述弧形导向内壁的圆心与所述第一转轴偏离。

作为上述方案的改进，所述第一分流槽的宽度是第二分流槽的两倍到四倍。

作为上述方案的改进，所述铸造单元包括分流槽，所述分流槽中设有分隔板，所述分隔板将所述分流槽隔成所述第一分流槽和第二分流槽。

作为上述方案的改进，所述调节板顺时针摆动时，其外侧面与所述弧形导向内壁的距离逐渐增大。

作为上述方案的改进，所述浮球机构包括一端铰接于第二分流槽内壁上的摆臂，所述摆臂上设有所述锁扣，所述锁扣包括U型槽，所述U型槽的内侧设有水平伸出的止动条，对侧设有水平伸出的弹性片，所述弹性片的末端能够与所述止动条抵接。

作为上述方案的改进，所述摆臂中部设有与所述摆臂垂直的第一延展臂，所述第一延展臂的末端设有所述锁扣；当所述摆臂水平时，所述第一延展臂竖直向上设置。

作为上述方案的改进，所述摆臂末端设有与所述摆臂垂直的第二延展臂，所述第二延展臂末端设有所述浮球；当所述摆臂水平时，所述第二延展臂竖直向下设置。

作为上述方案的改进，所述结晶器下方设有铸造头，所述铸造头设于升降架上。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

采用上述结构，当发生铝液泄漏等铸造事故时，可以自动将出现问题的一路流槽切断，防止发生更大的事故，提升铸造安全性。本设计为全机械结构，能够在铸造设备存在高温、高温蒸汽和铝蒸汽的环境中可靠使用，使用寿命长，维护便利，改造成本低。

附图说明

图1是本发明一种铝合金圆棒铸造设备的结构示意图；

图2是本发明一种铝合金圆棒铸造设备的铸造单元的结构示意图；

图3是本发明一种铝合金圆棒铸造设备的角度定位盘和浮球机构的结构示意图；

图4是本发明一种铝合金圆棒铸造设备的浮球机构的结构示意图；

图5是本发明一种铝合金圆棒铸造设备的流槽本体和铸造头的装配状态示意图。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

如图1-图5所示，本发明具体实施例提供一种铝合金圆棒铸造设备，包括流槽本体1，所述流槽本体1上设有主流槽2，所述主流槽2连接有若干铸造单元3；所述铸造单元3包括依次连接的第一分流槽31和第二分流槽32，所述第一分流槽31比第二分流槽32宽，所述第二分流槽32的末端与结晶器33连接；所述第一分流槽31和第二分流槽32的连接处设有调节板34，所述调节板34一侧通过第一转轴341设于所述第一分流槽31和第二分流槽32的连接处，所述调节板34能够绕转轴水平摆动以控制所述第一分流槽31和第二分流槽32的连接处的流通截面大小；所述调节板34上方设有角度定位盘35，所述角度定位盘35通过第二转轴351安装于所述调节板34上方，所述角度定位盘35底部设有以预定间隔设置的定位齿352；所述角度定位盘35还设有联动杆353，所述第二分流槽32中设有浮球机构36，所述浮球机构36包括能够漂浮在铝液上的浮球361以及与浮球361连接的锁扣362；所述锁扣362能够与所述联动杆353连接，当所述第二分流槽32中的铝液高度低于预设值时，所述浮球机构36能够通过所述锁扣362驱动所述联动杆353向下摆动，将所述调节板34解锁。

其中，所述第一分流槽31和第二分流槽32的连接处设有弧形连接部，所述弧形连接部具有弧形导向内壁37，所述弧形导向内壁37的圆心与所述第一转轴341偏离。需要说明的是，所述弧形导向内壁37能够使铝液的流动更加顺畅，避免产生乱流。所述弧形导向内壁37的圆心与所述第一转轴341偏离，使得调节板34打开不同角度时，其与弧形导向内壁37的距离都不同，从而起到调节最大流量的作用。

优选地，所述第一分流槽31的宽度是第二分流槽32的两倍到四倍。通过设置不同宽度的第一分流槽31和第二分流槽32，当结晶器33中铝液的需求异常增大时，宽度较小的第二分流槽32的液位将快速下降，从而触发浮球机构36将调节板34解锁，实现减少铝液进入第二分流槽32甚至自动关闭的目的。

本发明为了便于铝液流量的检测，设置了较为迂回的流槽，容易导致铝液温度下降，影响铸造质量。为了减少流槽长度对铝液温度的影响，所述铸造单元3包括分流槽，所述分流槽中设有分隔板38，所述分隔板38将所述分流槽隔成所述第一分流槽31和第二分流槽32。采用上述设计，第一分流槽31和第二分流槽32共用较薄的分隔板38，减少了流槽外壁对热量的散失，从而起到保温效果，避免铸造缺陷。

为了便于工人通过调节板34对正常过流截面的设置，可以合理设置调节板34的第一转轴341和弧形导向内壁37的相对位置，使得所述调节板34顺时针摆动时，其外侧面与所述弧形导向内壁37的距离逐渐增大。更优地，所述调节板34的宽度与第二分流槽32的宽度相同。

所述浮球机构36包括一端铰接于第二分流槽32内壁上的摆臂363，所述摆臂363上设有所述锁扣362，所述锁扣362包括U型槽364，所述U型槽364的内侧设有水平伸出的止动条365，对侧设有水平伸出的弹性片366，所述弹性片366的末端能够与所述止动条365抵接。

优选地，所述摆臂363中部设有与所述摆臂363垂直的第一延展臂367，所述第一延展臂367的末端设有所述锁扣362；当所述摆臂363水平时，所述第一延展臂367竖直向上设置。所述摆臂363末端设有与所述摆臂363垂直的第二延展臂368，所述第二延展臂368末端设有所述浮球361；当所述摆臂363水平时，所述第二延展臂368竖直向下设置。需要说明的是，所述第一延展臂367和第二延展臂368的设置，使得第二分流槽32的铝液达到预定高度时，浮球361的浮力在杠杆原理下以一定倍率传递到第一延展臂367，从而将锁扣362卡入联动杆353中，将浮球机构36与角度定位盘35连接。

优选地，所述结晶器33下方设有铸造头4，所述铸造头4设于升降架5上。

下面详细说明本铸造设备的工作原理：

铸造开始前，工作人员根据铸造工艺的铝液最低流量要求，设置调节板34的摆动角度，并将角度定位盘35的卡在所述调节板34上，将调节板34固定在两个相邻的定位齿352之间。

正常铸造开始，主流槽2的开端与熔炉连接，将熔炉中的铝液导入各个铸造单元3中。在铸造单元3中，铝液先后从第一分流槽31流入第二分流槽32，并在调节板34处形成将调节板34推向第二分流槽32的力，但是此时调节板34被角度定位盘35锁定，不会移动。随着第二分流槽32中的铝液逐渐升高，浮球361带动锁扣362上升，直到弹性片366与联动杆353接触，弹性片366发生形变，联动杆353进入所述锁扣362中，弹性片366复位。经过一段时间后，铝液在流槽中达到预定高度，结晶器33四周开始喷射冷却水，随后铝液在结晶器33中冷却形成棒体，同时升降架5带动铸造头4缓慢下降，结晶器33中不断生成铝合金晶体，从而形成预定长度的铝棒，直到铸造结束。铸造过程由于要等待铝液冷却，因此铝液的流速较慢，第一分流槽31和第二分流槽32的高度基本维持在预定工作高度上，两者的高度差极小，角度定位盘35保持对调节板34的固定。铸造即将结束时，主流槽2的铝液高度逐渐降低，第一分流槽31和第二分流槽32的铝液同步降低，浮球361随着第二分流槽32铝液降低而下降，所述弹性片366末端与止动条365抵接，将联动杆353下压，带动角度定位盘35上翻，将调节板34解锁，调节板34可以跟随铝液向一方向摆动，但是由于此时第一分流槽31的铝液高度也处于较低位置，加上正常铸造时铝液的流速较慢，第一分流槽31和第二分流槽32的交接处的压力差较少，调节板34不会被推动，直到第一分流槽31和第二分流槽32中的铝液全部流完。

如果铸造过程发生异常，如铝液在结晶器33和铸造头4之间凝固不完全，从而发生铝液泄漏，铝液直接从结晶器以液体形式流入深井。由于调节板34的存在，以及第一分流槽31和第二分流槽32的宽度差，第二分流槽32的铝液高度会迅速降低，浮球361向下移动，带动角度定位盘35上翻，调节板34被解锁。由于结晶器33中的铝液异常流失，因此第一分流槽31和第二分流槽32将形成较大高度差，铝液推动调节板34向第二分流槽32的方向摆动，直到调节板34摆动至第二分流槽32的开口处，将第二分流槽32完全封闭，防止引发更大的事故。

日常维护时，工人使用铁棒将锁扣362稍稍下压，即可使锁扣362与联动杆353脱离，维护便利。

采用上述结构，当发生铝液泄漏等铸造事故时，可以自动将出现问题的一路流槽切断，防止发生更大的事故，提升铸造安全性。本设计为全机械结构，能够在铸造设备存在高温、高温蒸汽和铝蒸汽的环境中可靠使用，使用寿命长，维护便利，改造成本低。

以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，包括流槽本体，所述流槽本体上设有主流槽，所述主流槽连接有若干铸造单元；

所述铸造单元包括依次连接的第一分流槽和第二分流槽，所述第一分流槽比第二分流槽宽，所述第二分流槽的末端与结晶器连接；

所述第一分流槽和第二分流槽的连接处设有调节板，所述调节板一侧通过第一转轴设于所述第一分流槽和第二分流槽的连接处，所述调节板能够绕转轴水平摆动以控制所述第一分流槽和第二分流槽的连接处的流通截面大小；

所述调节板上方设有角度定位盘，所述角度定位盘通过第二转轴安装于所述调节板上方，所述角度定位盘底部设有以预定间隔设置的定位齿；

所述角度定位盘还设有联动杆，所述第二分流槽中设有浮球机构，所述浮球机构包括能够漂浮在铝液上的浮球以及与浮球连接的锁扣；

所述锁扣能够与所述联动杆连接，当所述第二分流槽中的铝液高度低于预设值时，所述浮球机构能够通过所述锁扣驱动所述联动杆向下摆动，将所述调节板解锁。

2.如权利要求1所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述第一分流槽和第二分流槽的连接处设有弧形连接部，所述弧形连接部具有弧形导向内壁，所述弧形导向内壁的圆心与所述第一转轴偏离。

3.如权利要求1所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述第一分流槽的宽度是第二分流槽的两倍到四倍。

4.如权利要求1所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述铸造单元包括分流槽，所述分流槽中设有分隔板，所述分隔板将所述分流槽隔成所述第一分流槽和第二分流槽。

5.如权利要求2所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述调节板顺时针摆动时，其外侧面与所述弧形导向内壁的距离逐渐增大。

6.如权利要求1所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述浮球机构包括一端铰接于第二分流槽内壁上的摆臂，所述摆臂上设有所述锁扣，所述锁扣包括U型槽，所述U型槽的内侧设有水平伸出的止动条，对侧设有水平伸出的弹性片，所述弹性片的末端能够与所述止动条抵接。

7.如权利要求6所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述摆臂中部设有与所述摆臂垂直的第一延展臂，所述第一延展臂的末端设有所述锁扣；当所述摆臂水平时，所述第一延展臂竖直向上设置。

8.如权利要求7所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述摆臂末端设有与所述摆臂垂直的第二延展臂，所述第二延展臂末端设有所述浮球；当所述摆臂水平时，所述第二延展臂竖直向下设置。

9.如权利要求1所述的铝合金圆棒铸造设备，其特征在于，所述结晶器下方设有铸造头，所述铸造头设于升降架上。