CN207288827U - 一种油气润滑铸造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种油气润滑铸造系统，包括调油装置，调气装置和结晶器，所述调油装置与油箱连接，用于控制通入结晶器的润滑油的流量；所述调气装置包括与供气机构连接的气体流量调节装置，所述气体流量调节装置用于将供气机构通入的气体平均分配到结晶器，并能独立调节每个结晶器的流量，从而稳定控制铸造过程的润滑油和保护气体进入结晶器的流量，提高铸件表面质量。

Description

一种油气润滑铸造系统

技术领域

本实用新型涉及铝棒铸造技术领域，尤其涉及一种油气润滑铸造系统。

背景技术

在铝合金圆棒的铸造中，结晶器性能好坏直接影响着能否获得高质量的铸件。由于技术条件的限制，铝棒铸造企业为了提高棒材的表面的质量，在使用铸造设备的时候会结晶器的工作面滴油，或操作人员手工涂抹以达到提高铸件表面质量的目的。但是，这种方法费时费力，并且铸造出来的铝棒表面不太光滑，冷却壳层厚度很大，一般在2-15mm，容易产生废料。

公开号为CN203917841的中国专利公开了一种铝合金近终形铸锭用半连续铸造结晶器。这种结晶器设置了独立的油气分配环，使得此结晶器在铸造过程中能够自动化润滑，改善铸件的表面质量。但是，此结构的结晶器有以下两大主要缺陷：

1、结晶器的铝液通道的直径基本相同，铝液自身具有较强导热性能，在铸造过程中容易被冷却水带走大量热量，导致结晶器上端的铝液温度过低，影响结晶质量。

2、润滑所用的润滑油随着铝液的移动进入冷却水中，对冷却水造成污染，影响环境。

发明内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种油气润滑铸造系统，可稳定控制铸造过程的润滑油和保护气体进入结晶器的流量，提高铸件表面质量。

本实用新型实施例所要解决的技术问题还在于，提供一种油气润滑铸造系统，可精确控制铸造过程铝液的温度变化，保证不同位置的铝液在其最佳铸造温度中，提高铸件质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种油气润滑铸造系统，包括调油装置，调气装置和结晶器，

所述调油装置与油箱连接，用于控制通入结晶器的润滑油的流量；

所述调气装置包括与供气机构连接的气体流量调节装置，所述气体流量调节装置用于将供气机构通入的气体平均分配到结晶器，并能独立调节每个结晶器的流量；

所述结晶器，包括结晶器本体、转接板和石墨环，所述结晶器本体中央设有结晶通道，所述结晶通道顶部设有转接板，所述转接板下方设有所述石墨环，所述石墨环内设有油气微孔；所述转接板设有结晶口，所述结晶口的下侧边沿设有向下凸出的储气环，所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室，所述气室用于防止铝液与转接板和石墨环的交接处接触。

作为上述方案的改进，所述气体流量调节装置包括调节装置本体，所述调节装置本体设有主进气通道、调节阀、标识管和支出气通道；所述标识管内设有钢球，所述标识管的内径从上到下逐渐减小；所述标识管并排竖直设于调节装置本体的观察腔内，所述调节阀能够独立调节对应的标识管的气体流量，所述观察腔表面覆盖有透明封板。

作为上述方案的改进，标识管的两端设有通气堵，所述通气堵中央设有通气孔。

作为上述方案的改进，所述调节阀包括阶梯型的可调阀芯，所述可调阀芯包括前端中端和后端，其前端为圆锥形，中端通过螺纹与调节装置本体连接，后端伸出调节装置本体；所述可调阀芯的后端设有预紧弹簧。

作为上述方案的改进，所述调气装置还包括依次连接的压力传感器、冷却干燥器、转子流量计和电控压力调节阀，所述压力传感器用于监控通入气体的压力，所述冷却干燥器用于吸收通入气体中的水分，所述转子流量计用于监控通入气体的总流量，所述电控压力调节阀用于调节输出气体的压力。

作为上述方案的改进，所述调油装置包括油分配器和微定量注射器，所述油分配器用于将油箱供给的润滑油平均分配到微定量注射器，所述微定量注射器与结晶器一一对应连接，用于为结晶器供给铸造用的润滑油。

作为上述方案的改进，所述结晶器本体内设有通油管和通气管，所述通气管和通油管均连通至石墨环的背面；所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室是指：铸造过程中，所述通气管将气体通入石墨环，气体从石墨环的正面析出，由于重力作用聚积在所述储气环、转接板和石墨环依次连接围成的空间内。

作为上述方案的改进，所述储气环靠近石墨环一侧设有弧形过渡段。

作为上述方案的改进，所述结晶器本体还设有喷水孔，所述喷水孔周向阵列于结晶通道上，位于石墨环的下方；所述喷水孔共两排，两排喷水孔纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔喷出的水流上下交错；

所述喷水孔与冷却水通道连通，所述冷却水通道与结晶器本体外侧的连通处设有过滤网；

所述结晶器本体内还设有水室，所述水室与冷却水通道连接，用于冷却水喷出前的聚集和缓冲。

作为上述方案的改进，所述油气微孔均匀分布在石墨环内，使石墨环形成隔热层，将喷水孔的冷却效果限制在石墨环的下方；润滑油从油气微孔析出，在石墨环表面形成含油层，润滑油在跟随铝液离开石墨环前被完全燃烧。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型提供的油气润滑铸造系统，包括调油装置，调气装置和结晶器，所述调油装置与油箱连接，用于控制通入结晶器的润滑油的流量；所述调气装置与供气机构连接，包括气体流量调节装置，所述气体流量调节装置用于将供气机构通入的气体平均分配到结晶器，并能独立调节每个结晶器的流量，从而稳定控制铸造过程的润滑油和保护气体进入结晶器的流量，提高铸件表面质量。

本实用新型提供的结晶器，包括结晶器本体、转接板和石墨环，所述结晶器本体中央设有结晶通道，所述结晶通道顶部设有转接板，所述转接板下方设有所述石墨环，所述转接板设有结晶口。其中，结晶口的直径小于结晶通道以及石墨环的口径，将铝液分隔成上下两部分，防止结晶口下方的铝液受到冷却水的冷却而将结晶口上方的铝液冷却，影响结晶质量。

本实用新型提供的结晶器，所述结晶口的下侧边沿设有向下凸出的储气环，所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室，所述气室用于防止铝液与转接板和石墨环的交接处接触而被率先冷却结晶，进而防止铸件被先结晶的金属固体刮伤，提升铸件的表面质量。

本实用新型提供的结晶器，所述结晶器本体还设有喷水孔，所述喷水孔周向阵列于结晶通道上，位于石墨环的下方；所述喷水孔共两排，两排喷水孔纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔喷出的水流上下交错。冷却水喷在铸件圆周表面时可以得到互补，真正达到铸件冷却均匀无死角，而且冷却水对铸件表面的冲击均匀，防止冷却水对铸件局部冲击过大而造成铸件表面缺陷。

附图说明

图1是本实用新型一种油气润滑铸造系统的原理图；

图2是本实用新型的气体流量调节装置的结构示意图；

图3是图2的A-A面剖视图；

图4是本实用新型的结晶器的结构示意图；

图5是本实用新型的结晶器的另一视角的结构示意图；

图6是本实用新型的结晶器的剖视图；

图7是图6的A部放大图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种油气润滑铸造系统，包括调油装置1，调气装置2和结晶器3，

所述调油装置1与油箱11连接，用于控制通入结晶器3的润滑油的流量；

所述调气装置2包括与供气机构连接的气体流量调节装置21，所述气体流量调节装置21用于将供气机构通入的气体平均分配到结晶器3，并能独立调节每个结晶器3的流量；

所述结晶器3用于将金属熔体铸造成铸件。

本实用新型提供的油气润滑铸造系统，包括调油装置1，调气装置2和结晶器3，所述调油装置1与油箱11连接，用于控制通入结晶器3的润滑油的流量；所述调气装置2与供气机构连接，包括气体流量调节装置21，所述气体流量调节装置21用于将供气机构通入的气体平均分配到结晶器3，并能独立调节每个结晶器3的流量，从而稳定控制铸造过程的润滑油和保护气体进入结晶器3的流量，提高铸件表面质量。

结合图2和图3，所述气体流量调节装置21包括调节装置本体211，所述调节装置本体211设有主进气通道212、调节阀213、标识管214和支出气通道215；所述标识管214内设有钢球216，所述标识管214的内径从上到下逐渐减小；所述标识管214并排竖直设于调节装置本体211的观察腔217内，所述调节阀213能够独立调节对应的标识管214的气体流量，所述观察腔表面覆盖有透明封板218。操作人员可以通过透明封板218方便地观察标识管214显示的气体流量。而由于所述标识管214并排竖直设于调节装置本体211的观察腔217内，当某个标识管214的流量出现偏差时，管内的钢球216的高度会与其它的不同，操作人员可以非常直观地察觉到，并通过调节阀213将其调节成与其它标识管214的高度一致，结构简单，观察和调节便捷迅速。

优选地，标识管214的两端设有通气堵219，所述通气堵219中央设有通气孔220。所述通气堵219的作用是将标识管214的两端堵住，使气体只从通气孔220进出标识管214，保证标识管214的示数准确。

优选地，所述调节阀213包括阶梯型的可调阀芯，所述可调阀芯包括前端222、中端223和后端224，其前端222为圆锥形，中端223通过螺纹与调节装置本体211连接，后端224伸出调节装置本体211；所述可调阀芯的后端224设有预紧弹簧225。所述预紧弹簧221用于保证可调阀芯不会因为螺纹间的虚位而产生调节偏差。当需要调节标识管214内的气体流量时，可以旋动可调阀芯，使可调阀芯的前端222与调节装置本体211的配合间隙产生变化，气体的流通截面大小产生变化，从而调节气体的流量。

根据本实用新型实施例，所述调气装置2还包括依次连接的压力传感器22、冷却干燥器23、转子流量计24和电控压力调节阀25，所述压力传感器22用于监控通入气体的压力，所述冷却干燥器23用于吸收通入气体中的水分，所述转子流量计24用于监控通入气体的总流量，所述电控压力调节阀25用于调节输出气体的压力。通过上述设置，能够保证通入的气体不含水分，同时保证通入结晶器3的气体压力稳定。

根据本实用新型实施例，所述调油装置1包括油分配器12和微定量注射器13，所述油分配器12用于将油箱11供给的润滑油平均分配到微定量注射器13，所述微定量注射器13与结晶器3一一对应连接，用于为结晶器3供给铸造用的润滑油。所述微定量注射器13通过其内部活塞的移动，将润滑油压入结晶器中。

结合图4-图7，根据本实用新型实施例，所述结晶器3包括结晶器本体31、转接板32和石墨环33，所述结晶器本体31中央设有结晶通道311，所述结晶通道311顶部设有转接板32，所述转接板32下方设有所述石墨环33，所述石墨环33内设有油气微孔331；所述转接板32设有结晶口321，所述结晶口321的下侧边沿设有向下凸出的储气环322，所述储气环322、转接板32和石墨环33依次连接形成气室34，所述气室34用于防止铝液与转接板32和石墨环33的交接处接触。

本实用新型提供的结晶器3，包括结晶器本体31、转接板32和石墨环33。其中，转接板32的结晶口321的直径小于结晶通道311以及石墨环33的口径，导热性能较差的转接板32将铝液分隔成上下两部分，防止结晶口321下方的铝液受到冷却水的冷却而将结晶口321上方的铝液冷却，影响结晶质量。

优选地，所述结晶器本体31内设有通油管312和通气管313，所述通气管313和通油管312均连通至石墨环33的背面。上文提到的所述储气环322、转接板32和石墨环33依次连接形成气室34是指：铸造过程中，所述通气管313将气体通入石墨环33，气体从石墨环33的正面析出，由于重力作用聚积在所述储气环322、转接板32和石墨环33依次连接围成的空间内。由于上述气体能够不断补充，即使部分气体被铝液带走，也能动态地维持一定的气体留在所述气室34中，所述气室34用于防止铝液与转接板32和石墨环33的交接处接触而被率先冷却结晶，进而防止铸件被先结晶的金属固体刮伤，提升铸件的表面质量。

为了与所述气室34配合，所述储气环322靠近石墨环33一侧设有弧形过渡段323。所述弧形过渡段323与气室34配合，在气体的压力下使铝液从水平方向移动平顺地转向竖直向下移动，而转向过程只由重力和气室34内的气体压力完成，不会与结晶器3的内壁接触，减少结晶器3对铝液的非必要的温度影响。所述油气微孔331均匀分布在石墨环33内，使石墨环33形成隔热层，将喷水孔的冷却效果限制在石墨环33的下方。润滑油从油气微孔331析出，在石墨环33表面形成含油层，润滑油在跟随铝液离开石墨环33前被完全燃烧，防止润滑油进入冷却水中，造成环境污染。

为了加快铝液在结晶器本体31下端的冷却速度，所述结晶器本体31还设有喷水孔314，所述喷水孔314周向阵列于结晶通道311上，位于石墨环33的下方；所述喷水孔314共两排，两排喷水孔314纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔314以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔314喷出的水流上下交错。冷却水喷在铸件圆周表面时可以得到互补，真正达到铸件冷却均匀无死角，而且冷却水对铸件表面的冲击均匀，防止冷却水对铸件局部冲击过大而造成铸件表面缺陷。

其中，所述喷水孔314与冷却水通道317连通，所述冷却水通道317与结晶器本体31外侧的连通处设有过滤网315，防止冷却水中的杂质进入，防止杂质堵塞喷水孔314。优选地，所述结晶器本体31内还设有水室316，所述水室316与冷却水通道317连接，用于冷却水喷出前的聚集和缓冲，防止冷却水中混有气体而造成水压突然增大对铸件表面造成损伤，也缩短了喷水孔314的长度，降低喷水孔314堵塞的可能，也保证了各喷水孔314的水流速度一致。

本结晶器3的工作原理如下：铸造开始时，引锭头设于本结晶器3喷水孔314附近，将结晶通道311底部封闭。金属熔体从转接板32上方进入，在引锭头上堆积并开始与石墨环33接触。然后引锭头缓慢向下移动，直到铸造完成。在铸造过程中，石墨环33表面的油气微孔331开始析出润滑油和保护气体，金属熔体开始在石墨环33的限制下形成预定直径的光滑表面。其中，润滑油由调油装置1提供，保护气体由调气装置2提供。石墨环33自身具有含油性，润滑油会在跟随金属熔体下移的过程中燃烧殆尽，不会进入冷却水中，避免破坏环境。保护气体析出后聚积在转接板32底部，在储气环322的导向作用下，后续的铝液从转接板32的结晶口321进入结晶器3后，会向石墨环33的方向横向移动，沿弧形过渡段323向转接板32的底面靠近，但是，由于保护气体在气室34中聚积，金属熔体不会与石墨环33和转接板32的交接处接触，防止金属熔体快速结晶形成尖锐的金属颗粒，保证铸件表面质量。在铸造过程中，气室34中的保护气体会持续得到补充。在金属熔体进入石墨环33的下方时，喷水孔314喷出冷却水，对铸件快速冷却。由于转接板32的存在，位于转接板32上方的金属熔体受到冷却水的影响较少，能够适应不同工艺条件下的铸造速度需求。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种油气润滑铸造系统，其特征在于，包括调油装置，调气装置和结晶器，

所述调油装置与油箱连接，用于控制通入结晶器的润滑油的流量；

所述调气装置包括与供气机构连接的气体流量调节装置，所述气体流量调节装置用于将供气机构通入的气体平均分配到结晶器，并能独立调节每个结晶器的流量；

所述结晶器，包括结晶器本体、转接板和石墨环，所述结晶器本体中央设有结晶通道，所述结晶通道顶部设有转接板，所述转接板下方设有所述石墨环，所述石墨环内设有油气微孔；所述转接板设有结晶口，所述结晶口的下侧边沿设有向下凸出的储气环，所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室，所述气室用于防止铝液与转接板和石墨环的交接处接触。

2.如权利要求1所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述气体流量调节装置包括调节装置本体，所述调节装置本体设有主进气通道、调节阀、标识管和支出气通道；所述标识管内设有钢球，所述标识管的内径从上到下逐渐减小；所述标识管并排竖直设于调节装置本体的观察腔内，所述调节阀能够独立调节对应的标识管的气体流量，所述观察腔表面覆盖有透明封板。

3.如权利要求2所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，标识管的两端设有通气堵，所述通气堵中央设有通气孔。

4.如权利要求3所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述调节阀包括阶梯型的可调阀芯，所述可调阀芯包括前端中端和后端，其前端为圆锥形，中端通过螺纹与调节装置本体连接，后端伸出调节装置本体；所述可调阀芯的后端设有预紧弹簧。

5.如权利要求1所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述调气装置还包括依次连接的压力传感器、冷却干燥器、转子流量计和电控压力调节阀，所述压力传感器用于监控通入气体的压力，所述冷却干燥器用于吸收通入气体中的水分，所述转子流量计用于监控通入气体的总流量，所述电控压力调节阀用于调节输出气体的压力。

6.如权利要求1所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述调油装置包括油分配器和微定量注射器，所述油分配器用于将油箱供给的润滑油平均分配到微定量注射器，所述微定量注射器与结晶器一一对应连接，用于为结晶器供给铸造用的润滑油。

7.如权利要求1所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述结晶器本体内设有通油管和通气管，所述通气管和通油管均连通至石墨环的背面；所述储气环、转接板和石墨环依次连接形成气室是指：铸造过程中，所述通气管将气体通入石墨环，气体从石墨环的正面析出，由于重力作用聚积在所述储气环、转接板和石墨环依次连接围成的空间内。

8.如权利要求7所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述储气环靠近石墨环一侧设有弧形过渡段。

9.如权利要求7或8所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述结晶器本体还设有喷水孔，所述喷水孔周向阵列于结晶通道上，位于石墨环的下方；所述喷水孔共两排，两排喷水孔纵向相隔预定距离排列，并且所述喷水孔以不同角度倾斜设置，使两排喷水孔喷出的水流上下交错；

所述喷水孔与冷却水通道连通，所述冷却水通道与结晶器本体外侧的连通处设有过滤网；

所述结晶器本体内还设有水室，所述水室与冷却水通道连接，用于冷却水喷出前的聚集和缓冲。

10.如权利要求9所述的油气润滑铸造系统，其特征在于，所述油气微孔均匀分布在石墨环内，使石墨环形成隔热层，将喷水孔的冷却效果限制在石墨环的下方；润滑油从油气微孔析出，在石墨环表面形成含油层，润滑油在跟随铝液离开石墨环前被完全燃烧。