CN210208544U - 粒化浇铸机的凝固成型装置 - Google Patents

Abstract

一种粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征在于包括凝固成型装置底座、结晶器和结晶器支架；结晶器安装在结晶器支架上侧，结晶器的上表面上设有多个成型凹槽，结晶器中设有冷却水通道，冷却水通道具有冷却水进口和冷却水出口；结晶器支架通过水平转轴与凝固成型装置底座可转动连接，凝固成型装置底座上设有能够驱动结晶器支架绕水平转轴转动的结晶器支架翻转机构。本实用新型的凝固成型装置用于浇铸成型，能够方便地实现产品脱模，且能够较易获得粒度符合要求且较为一致的产品（如工业硅块或铁合金块），无需作进一步的破碎，生产过程中产生的粉尘等废料少，可减少浪费，降低对环境的污染。

Description

粒化浇铸机的凝固成型装置

技术领域

本实用新型涉及浇铸成型设备，具体涉及一种粒化浇铸机的凝固成型装置。

背景技术

目前，工业硅、铁合金等材料浇铸成型的方式主要是铸铁锭模浇铸，此方式是采取多组固定式铸铁锭模，将液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）倒入到铸铁锭模中冷却，后续再经过人工清渣、人工破碎、人工二次破碎（或颚式破碎）等工序完成。由于单块锭模产量小，因而需要数量非常多的锭模，占地面积大；后续需大量人工或机器破碎，存在粉尘率高、破碎后的产品规格不一、粒度达不到要求、工人劳动强度大、工作效率低等缺点，且会造成大量浪费。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种粒化浇铸机的凝固成型装置，采用这种凝固成型装置用于浇铸成型，能够方便地实现产品脱模，且能够较易获得粒度符合要求且较为一致的产品（如工业硅块或铁合金块），生产过程中产生的粉尘等废料少。采用的技术方案如下：

一种粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征在于包括凝固成型装置底座、结晶器和结晶器支架；结晶器安装在结晶器支架上侧，结晶器的上表面上设有多个成型凹槽，结晶器中设有冷却水通道，冷却水通道具有冷却水进口和冷却水出口；结晶器支架通过水平转轴与凝固成型装置底座可转动连接，凝固成型装置底座上设有能够驱动结晶器支架绕水平转轴转动的结晶器支架翻转机构。

上述结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架绕水平转轴转动，能够改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角（例如使结晶器上表面与水平面相互平行，或者使结晶器上表面倾斜一定角度）。通过振动装置使结晶器往复振动，促使凝固成型的产品（如工业硅块或铁合金块）脱离结晶器。

进行浇铸成型时，液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器中后，在结晶器中逐渐冷却；待成型凹槽中的液态金属原料凝固成型后，结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架绕水平转轴转动，使结晶器倾斜（倾斜角度通常为30-60度）或者翻转180度，使凝固成型的产品脱离结晶器，脱离结晶器的产品掉落入处在结晶器下方的接料输送装置中。通过向冷却水通道中通入冷却水，能够带走结晶器的热量，对结晶器及其上面的液态金属原料进行冷却，加快液态金属原料的凝固。

上述成型凹槽的容积大小，按照需要获得的产品（如工业硅块或铁合金块）的尺寸大小进行设计，这样脱模后无需作进一步的破碎。

优选上述结晶器采用铜板制成。铜板优选锻造铜板或压延铜板，锻造铜板、压延铜板较为密实，有利于提高结晶器的使用寿命。铜板的材质可以为铜铬合金、银铜锆合金或紫铜。

优选上述结晶器上表面上的成型凹槽均匀分布。

优选上述成型凹槽的横截面面积自上至下逐渐减小，成型凹槽顶部开口的尺寸大于成型凹槽底部。上述成型凹槽可呈上大下小的圆台状、棱台状、圆锥状或棱锥状等。采用横截面面积自上至下逐渐减小的成型凹槽，有利于浇铸成型产品顺利脱离结晶器。

优选上述结晶器上表面上及成型凹槽内壁上设有耐磨合金堆焊层或陶瓷涂层，以增强这些与液态金属原料接触的部位的耐高温性能和耐磨性能，延长结晶器的使用寿命。形成耐磨合金堆焊层的堆焊材料可为NiCr-3镍基合金焊丝。

优选方案中，上述凝固成型装置还包括能够驱动结晶器相对于结晶器支架往复振动的振动装置。启动振动装置使结晶器往复振动，能够促使凝固成型的产品顺利脱离结晶器。

优选上述振动装置包括凸轮轴和能够驱动凸轮轴旋转的振动电机，凸轮轴可转动安装在结晶器支架上，凸轮轴上安装有至少一个凸轮，各凸轮的外廓与结晶器的下表面接触；结晶器与结晶器支架之间设有多个复位弹簧，各复位弹簧两端分别与结晶器、结晶器支架连接。上述复位弹簧可采用拉伸弹簧或压缩弹簧，振动电机、凸轮与复位弹簧配合，使结晶器能够顺利实现往复振动。一种具体方案中，上述振动电机固定安装在结晶器支架上，振动电机的动力输出轴通过联轴器与凸轮轴一端连接。

优选方案中，上述结晶器上设有多个结晶器导向柱，结晶器导向柱垂直于结晶器的上表面；结晶器支架上设有多个结晶器导向套，结晶器导向套与结晶器导向柱一一对应，结晶器导向柱处于结晶器导向套中并且能够沿结晶器导向套移动。通过设置结晶器导向套和结晶器导向柱，能够使结晶器做上下方向（垂直于结晶器上表面的方向）的往复振动。

优选方案中，上述结晶器支架翻转机构包括翻转电机和减速器，翻转电机和减速器固定安装在凝固成型装置底座上，翻转电机通过减速器、齿轮组与水平转轴传动连接，翻转电机的动力输出轴与减速器的动力输入轴传动连接，齿轮组的首级齿轮固定安装在减速器的动力输出轴上，齿轮组的末级齿轮固定安装在水平转轴上，水平转轴可转动安装在凝固成型装置底座上，结晶器支架与水平转轴固定连接。翻转电机通过齿轮组驱动水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，从而使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角。

一种优选方案中，上述凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括蜗轮螺杆升降机，蜗轮螺杆升降机固定安装在凝固成型装置底座上，蜗轮螺杆升降机的螺杆上端与结晶器支架铰接。通常，蜗轮螺杆升降机的螺杆上端与结晶器支架偏离水平转轴的位置铰接。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架翻转的同时，蜗轮螺杆升降机驱动其螺杆相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角，并且在结晶器支架完成转动后，对结晶器支架加以支撑定位，使结晶器支架及结晶器位置保持稳定。

另一种优选方案中，上述凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括结晶器支架支撑定位电机、升降螺母和升降螺杆，结晶器支架支撑定位电机固定安装在凝固成型装置底座上，升降螺杆上端与结晶器支架铰接，升降螺母可转动安装在凝固成型装置底座上并与升降螺杆啮合，结晶器支架支撑定位电机的动力输出轴与升降螺母传动连接。通常，升降螺杆上端与结晶器支架偏离水平转轴的位置铰接。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架翻转的同时，结晶器支架支撑定位电机可驱动升降螺母旋转，升降螺母旋转时其驱动升降螺杆相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角，并且在结晶器支架完成转动后，对结晶器支架加以支撑定位，使结晶器支架及结晶器位置保持稳定。

优选方案中，上述结晶器上设有至少一个压平机构，压平机构包括压平辊、压平辊转轴和压平辊摆动驱动电机，压平辊转轴可转动安装在结晶器上并且垂直于结晶器的上表面，压平辊一端与压平辊转轴连接，压平辊与结晶器的上表面接触，压平辊摆动驱动电机的动力输出轴与压平辊转轴传动连接。压平辊转轴通常安装在结晶器的边沿部位。压平辊摆动驱动电机驱动压平辊转轴转动，从而使压平辊绕压平辊转轴摆动，压平辊摆动过程中贴住结晶器上表面，扫动结晶器上表面的液态金属原料，使液态金属原料更均匀分布在各个成型凹槽中。

本实用新型的凝固成型装置用于浇铸成型，能够方便地实现产品脱模，且能够较易获得粒度符合要求且较为一致的产品（如工业硅块或铁合金块），无需作进一步的破碎，生产过程中产生的粉尘等废料少，一方面可减少浪费，另一方面可降低对环境的污染。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图（结晶器处于倾斜状态）；

图2是图1的A向视图；

图3是图2的B-B剖视图；

图4是本实用新型优选实施例中振动装置的结构示意图（俯视方向）。

具体实施方式

如图1-图4所示，这种粒化浇铸机的凝固成型装置包括凝固成型装置底座1、结晶器2、结晶器支架3以及能够驱动结晶器2相对于结晶器支架3往复振动的振动装置；结晶器2安装在结晶器支架3上侧，结晶器2的上表面上设有多个成型凹槽4，结晶器2中设有冷却水通道5，冷却水通道5具有冷却水进口和冷却水出口；结晶器支架3通过水平转轴6与凝固成型装置底座1可转动连接，凝固成型装置底座1上设有能够驱动结晶器支架3绕水平转轴6转动的结晶器支架翻转机构。

成型凹槽4的容积大小，按照需要获得的产品（如工业硅块或铁合金块）的尺寸大小进行设计，这样脱模后无需作进一步的破碎。

本实施例的结晶器2采用铜板制成，铜板优选锻造铜板或压延铜板。

参考图2，结晶器2上表面上的成型凹槽4均匀分布。

参考图3，成型凹槽4的横截面面积自上至下逐渐减小，成型凹槽4顶部开口的尺寸大于成型凹槽4底部。成型凹槽4可呈上大下小的圆台状、棱台状、圆锥状或棱锥状等。采用横截面面积自上至下逐渐减小的成型凹槽4，有利于浇铸成型产品顺利脱离结晶器2。结晶器2上表面上及成型凹槽4内壁上设有耐磨合金堆焊层7，以增强这些与液态金属原料接触的部位的耐高温性能和耐磨性能。形成耐磨合金堆焊层7的堆焊材料为NiCr-3镍基合金焊丝。

参考图1和图4，本实施例中，振动装置包括凸轮轴8和能够驱动凸轮轴8旋转的振动电机9，凸轮轴8可转动安装在结晶器支架3上，凸轮轴8上安装有多个凸轮10，各凸轮10的外廓与结晶器2的下表面接触；结晶器2与结晶器支架3之间设有多个复位弹簧11，各复位弹簧11两端分别与结晶器2、结晶器支架3连接。复位弹簧11采用拉伸弹簧。振动电机9固定安装在结晶器支架3上，振动电机9的动力输出轴通过联轴器12与凸轮轴8一端连接。结晶器2上设有多个结晶器导向柱13，结晶器导向柱13垂直于结晶器2的上表面；结晶器支架3上设有多个结晶器导向套14，结晶器导向套14与结晶器导向柱13一一对应，结晶器导向柱13处于结晶器导向套14中并且能够沿结晶器导向套14移动。通过设置结晶器导向套14和结晶器导向柱13，能够使结晶器2做上下方向（垂直于结晶器2上表面的方向）的往复振动。

结晶器支架翻转机构包括翻转电机15和减速器21，翻转电机15和减速器21固定安装在凝固成型装置底座1上，翻转电机15通过减速器21、齿轮组16与水平转轴6传动连接，翻转电机15的动力输出轴与减速器21的动力输入轴传动连接，齿轮组16的首级齿轮固定安装在减速器21的动力输出轴上，齿轮组16的末级齿轮固定安装在水平转轴6上，水平转轴6可转动安装在凝固成型装置底座1上，结晶器支架3与水平转轴6固定连接。

本实施例的凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括蜗轮螺杆升降机17，蜗轮螺杆升降机17固定安装在凝固成型装置底座1上，蜗轮螺杆升降机17的螺杆18上端与结晶器支架3铰接（蜗轮螺杆升降机的螺杆18上端与结晶器支架3偏离水平转轴6的位置铰接）。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架3翻转的同时，蜗轮螺杆升降机驱动其螺杆18相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架3绕水平转轴6相对于凝固成型装置底座1转动，改变结晶器支架3及结晶器2与水平面的夹角，并且在结晶器支架3完成转动后，对结晶器支架3加以支撑定位，使结晶器支架3及结晶器2位置保持稳定。

结晶器2上设有两个压平机构，压平机构包括压平辊19、压平辊转轴20和压平辊摆动驱动电机（图中未画出），压平辊转轴20可转动安装在结晶器2上并且垂直于结晶器2的上表面，压平辊19一端与压平辊转轴20连接，压平辊19与结晶器2的上表面接触，压平辊摆动驱动电机的动力输出轴与压平辊转轴20传动连接。压平辊转轴20安装在结晶器2的边沿部位。

下面简述一下本凝固成型装置的工作原理：

结晶器支架翻转机构能够驱动结晶器支架3绕水平转轴6转动（翻转电机15通过齿轮组16驱动水平转轴6相对于凝固成型装置底座1转动，从而使结晶器支架3绕水平转轴6相对于凝固成型装置底座1转动），能够改变结晶器支架3及结晶器2与水平面的夹角（例如使结晶器2上表面与水平面相互平行，或者使结晶器2上表面倾斜一定角度）。振动装置能够使结晶器2往复振动，促使凝固成型的产品（如工业硅块或铁合金块）脱离结晶器2。

进行浇铸成型时，首先结晶器2上表面与水平面相互平行，或者使结晶器22小角度倾斜（例如结晶器22上表面与水平面之间的夹角为3-10度）；液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器2中后，在结晶器2中逐渐冷却；待成型凹槽4中的液态金属原料凝固成型后，结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架3绕水平转轴向上转动，使结晶器2倾斜（倾斜角度通常为30-60度），并保持倾斜状态（结晶器支架支撑定位机构与结晶器支架翻转机构配合，使结晶器2倾斜并保持倾斜状态）；然后启动振动装置使结晶器2往复振动（振动电机9、凸轮10与复位弹簧11配合，使结晶器2能够顺利实现往复振动），促使凝固成型的产品脱离结晶器2，脱离结晶器2的产品掉落入处在结晶器2下方的接料输送装置中。通过向冷却水通道5中通入冷却水，能够带走结晶器2的热量，对结晶器2及其上面的液态金属原料进行冷却，加快液态金属原料的凝固。

在液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器2中之后，压平辊摆动驱动电机驱动压平辊转轴20转动，从而使压平辊19绕压平辊转轴20摆动，压平辊20摆动过程中贴住结晶器2上表面，扫动结晶器2上表面的液态金属原料，使液态金属原料更均匀分布在各个成型凹槽4中。

其他实施方案中，结晶器支架支撑定位机构也可包括结晶器支架支撑定位电机、升降螺母和升降螺杆，结晶器支架支撑定位电机固定安装在凝固成型装置底座上，升降螺杆上端与结晶器支架铰接，升降螺母可转动安装在凝固成型装置底座上并与升降螺杆啮合，结晶器支架支撑定位电机的动力输出轴与升降螺母传动连接。通常，升降螺杆上端与结晶器支架偏离水平转轴的位置铰接。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架翻转的同时，结晶器支架支撑定位电机可驱动升降螺母旋转，升降螺母旋转时其驱动升降螺杆相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角，并且在结晶器支架完成转动后，对结晶器支架加以支撑定位，使结晶器支架及结晶器位置保持稳定。

其他实施方案中，结晶器支架翻转机构能够驱动结晶器支架绕水平转轴转动，在下述两个位置之间切换位置：在其中一位置，结晶器上表面与水平面相互平行，液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器中；待成型凹槽中的液态金属原料凝固成型后，切换至另一位置，使结晶器上表面朝下，靠重力作用可使凝固成型的产品脱离结晶器（同样可启动振动装置使凝固成型的产品更易于脱离结晶器）。

Claims (10)

1.一种粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征在于包括凝固成型装置底座、结晶器和结晶器支架；结晶器安装在结晶器支架上侧，结晶器的上表面上设有多个成型凹槽，结晶器中设有冷却水通道，冷却水通道具有冷却水进口和冷却水出口；结晶器支架通过水平转轴与凝固成型装置底座可转动连接，凝固成型装置底座上设有能够驱动结晶器支架绕水平转轴转动的结晶器支架翻转机构。

2.根据权利要求1所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述结晶器采用铜板制成，铜板为锻造铜板或压延铜板。

3.根据权利要求1所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述结晶器上表面上的成型凹槽均匀分布；所述结晶器上表面上及成型凹槽内壁上设有耐磨合金堆焊层或陶瓷涂层。

4.根据权利要求1所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述成型凹槽的横截面面积自上至下逐渐减小，成型凹槽顶部开口的尺寸大于成型凹槽底部。

5.根据权利要求1-4任一项所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述凝固成型装置还包括能够驱动结晶器相对于结晶器支架往复振动的振动装置；振动装置包括凸轮轴和能够驱动凸轮轴旋转的振动电机，凸轮轴可转动安装在结晶器支架上，凸轮轴上安装有至少一个凸轮，各凸轮的外廓与结晶器的下表面接触；结晶器与结晶器支架之间设有多个复位弹簧，各复位弹簧两端分别与结晶器、结晶器支架连接。

6.根据权利要求5所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述结晶器上设有多个结晶器导向柱，结晶器导向柱垂直于结晶器的上表面；结晶器支架上设有多个结晶器导向套，结晶器导向套与结晶器导向柱一一对应，结晶器导向柱处于结晶器导向套中并且能够沿结晶器导向套移动。

7.根据权利要求5所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述振动电机固定安装在结晶器支架上，振动电机的动力输出轴通过联轴器与凸轮轴一端连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述结晶器支架翻转机构包括翻转电机和减速器，翻转电机和减速器固定安装在凝固成型装置底座上，翻转电机通过减速器、齿轮组与水平转轴传动连接，翻转电机的动力输出轴与减速器的动力输入轴传动连接，齿轮组的首级齿轮固定安装在减速器的动力输出轴上，齿轮组的末级齿轮固定安装在水平转轴上，水平转轴可转动安装在凝固成型装置底座上，结晶器支架与水平转轴固定连接。

9.根据权利要求1-4任一项所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括蜗轮螺杆升降机，蜗轮螺杆升降机固定安装在凝固成型装置底座上，蜗轮螺杆升降机的螺杆上端与结晶器支架铰接。

10.根据权利要求1-4任一项所述的粒化浇铸机的凝固成型装置，其特征是：所述结晶器上设有至少一个压平机构，压平机构包括压平辊、压平辊转轴和压平辊摆动驱动电机，压平辊转轴可转动安装在结晶器上并且垂直于结晶器的上表面，压平辊一端与压平辊转轴连接，压平辊与结晶器的上表面接触，压平辊摆动驱动电机的动力输出轴与压平辊转轴传动连接。

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