CN211101476U - 一种垂直铸机及合金铁水粒化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种垂直铸机及合金铁水粒化系统，垂直铸机包括机架、顶槽、铸模平台、铸模、底槽、回转支承和变速驱动器；合金铁水粒化系统，包括多流包、粒化机、分筛机、制粉机、提升机、加粉器和上述的垂直铸机；合金铁水粒化方法：利用粉料作为铸模底部密封，在水平转动的垂直铸机上通过铸模把铁水连续铸造为铸锭；铸锭在600‑1300℃的温度下脱模后红送到粒化机连续破碎为颗粒合金，再通过分筛机筛分；筛下物直接在线粉碎粉料；粉料在线送到加粉器，然后进入垂直铸机的铸模底部作为铺底密封料或多流包重新熔化；筛上物离线装斗。本实用新型垂直铸机及合金铁水粒化系统提高了合金铁水粒化的效率、铁水成品率和质量。

Description

一种垂直铸机及合金铁水粒化系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种垂直铸机及合金铁水粒化系统。

背景技术

钢铁冶金炼钢过程需要使用的铁合金的粒度一般是10-60mm。目前这种粒度的铁合金的生产方法有以下几种：

(1)浇铸坑层浇铸：两个浇铸坑轮流使用，浇铸坑由厚大铸铁块围成。当第一个浇铸坑浇满后，用装载机把铁合金铲起来，送到运输车上倒运到颚式破碎机进行破碎和分筛，颗粒符合合同要求的装袋包装，不符合要求的或低价外销或回炉重熔。较小的铁合金企业是采用大锭模或砂坑首先把液态铁合金铸造成单重约2000kg的大铁锭，冷却后进行人工去渣除杂、破碎为10-60mm的颗粒。存在着五大问题：一是合金粉化率高，通常不合格粉料在5％-20％；二是流程长、劳动生产率低、质量难控制；二是从出铁到装包要历时2天以上，一个日产1000吨合金的企业需要500左右人进行精整和破碎，人力成本高、耗时长；三是环境污染严重，铁合金在浇铸中锭模涂料与高温铁水接触产生的高浓度粉尘伴随着高温热浪形成硕大的蘑菇云直冲蓝天，对周边环境和大气造成了严重污染；四是浇铸车间脏、乱、热，整个车间全是在用的铁水包、铁斗、耐材、砂模或锭模和涂料等，绝大多数企业的浇铸车间都没有合格的安全通道，存在严重的安全隐患；五是在扒渣、浇铸和精整过程中，工人必须在1500℃ -300℃的环境温度下工作，工作环境恶劣。

(2)带式浇铸机浇铸：使用带式浇铸机连续浇铸铁水，然后人工破碎。方法是将浇铸用的平板式锭模安放在带式机上，通过电动机经减速后带动链条转动，安装在传动带的模具随之连续运动。使用时，开动带式浇铸机，用吊车把铁水吊运至浇铸工位或倾翻装置，通过人工控制缓缓地把铁水包中的铁水注入到连续运动的传动带上锭模中或经过分流器、滗渣器再把铁水引+入铸模中，最终得到长、宽分别为500-1000mm，厚度约50-70mm的铸锭，脱模冷却后再用人工破碎为10-60mm的粒度。这种方式的对提高生产效率、降低劳动强度有一定效果。其存在的问题：一是高温铁水连续冲刷到模壁和模底，模具损坏严重、单位产品模具费用高；二是浇铸过程铁水直接冲到模壁、模边、模底，飞溅严重和模与模之间存在缝隙漏铁较多，导致铁水收得率低；三是带式浇铸机长度往往长达50-100m，设备重量大、占地面积多；四是合金粉化率高，成品率低；五是浇铸粉尘和烟气难以捕集，环境污染严重。

(3)圆盘浇铸机浇铸：这是一种用于铜阳极板浇铸的装备，由圆盘及其驱动系统、定量浇铸装置、喷淋冷却系统、预顶起及顶起装置、锁模装置、提取机、冷却堆垛装置、涂模系统等组成。铜水从阳极炉的出铜口经溜槽流向中间包，中间包相当于铜水存贮装置，它交替向两侧的浇铸包倾注铜水，浇铸包置于电子称上，统称为定量浇铸装置，浇铸的阳极板重量即由它控制；在整个浇铸过程中，圆盘处于运转及停歇的交替变换之中，圆盘静止时，定量浇铸装置向铸模倾注铜水，浇铸之后，圆盘转动两个模位，浇铸下一块阳极板；当阳极板经过喷淋冷却后，由预顶起先松动阳极板，为了平衡预顶起装置对圆盘施加向上的作用力，在铜模上方对应预顶起的位置，设置了锁模机构；经过松动的合格阳极板由提取机取走，不合格阳极板由废阳极吊取走；提取机取走的阳极板放入水槽中再次冷却并自动排列成阳极垛，最后由叉车运走。空的铜模转至涂模位，由涂模系统对其喷涂BaS04混合物，以防阳极板“粘模”。不断重复上述过程，即可实现连续浇铸。一块阳极板重量在250-300kg之间，圆盘转动周期大约是30s。这种浇铸方法及设备若应用于铁合金浇铸，得到的也是大块状铁合金，其存在问题与带式浇铸机基本一致。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种垂直铸机及合金铁水粒化系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高合金铁水粒化的效率、铁水成品率和质量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种垂直铸机，包括机架、顶槽、铸模平台、铸模、底槽、转动支撑部和变速驱动器；所述顶槽固设于所述铸模平台的顶端，所述顶槽为一圆环形槽体，所述顶槽的底板上设置有若干个与所述铸模平台上的模位一一对应的竖直通孔；所述铸模平台包括依次相连的顶面法兰、连接板和底板，所述铸模平台的底板上设置有若干个与所述铸模平台上的模位一一对应的第一脱模孔，每个所述第一脱模孔上均设置有一个铸模，所述铸模被夹紧在所述顶槽和所述铸模平台的底板之间；

所述底槽固设于所述机架上，所述底槽的顶面与所述铸模平台的底板滑动配合，所述底槽的顶面上设置有一圆环形的凹槽，所述底槽的底部设置有与所述凹槽相通的第二脱模孔；所述铸模平台通过所述转动支撑部与所述机架转动连接，所述变速驱动器能够驱动所述铸模平台转动。

优选地，所述变速驱动器包括输入轴、变速凸轮、输出轴、转盘和主动齿轮，所述变速凸轮固设于所述输入轴上，所述转盘和所述主动齿轮固设在所述输出轴上，所述输出轴竖直，所述转盘均布有若干个滚针轴承，每个所述滚针轴承到所述转盘中心距离相等，所述滚针轴承的外圈与所述变速凸轮的轮脊滚动接触，所述输入轴一端与外界动力传动连接；所述变速凸轮设置有变形正弦曲线轮脊和升角不变的螺旋线轮脊，所述变形正弦曲线轮脊与所述螺旋线轮脊首尾点的切线重合。

优选地，还包括垂直往复运动机构，所述垂直往复运动机构包括通过联轴器与所述输入轴的另一端连接的传动轴，所述传动轴与所述输入轴同轴，所述传动轴转动设置于两个滚动轴承内，所述传动轴远离所述输入轴的一端设置有第一惯性轮，所述第一惯性轮的轮缘上与连杆的一端转动连接，所述连杆的另一端与滑杆转动连接；所述滑杆竖直且在两组滚轮组的作用下被垂直定位，所述滑杆的顶端固连有一横杆，所述横杆上还固连有弹簧振动杆和喷涂器喷管，所述弹簧振动杆和所述喷涂器喷管也分别被两组滚轮组垂直定位。

优选地，所述变速驱动器包括涡杆、涡轮、输出轴和主动齿轮，所述涡轮和所述主动齿轮固设在所述输出轴上，所述输出轴竖直，所述涡轮与所述涡杆啮合，所述涡杆一端与减速机的输出轴连接，所述减速机的输入轴与伺服电机的输出轴连接。

优选地，还包括垂直往复运动机构，所述垂直往复运动机构包括通过联轴器与所述涡杆的另一端连接的曲轴，所述曲轴与所述涡杆同轴，所述曲轴远离所述输入轴的一端与连杆的一端连接，所述连杆的另一端与滑动轴承连接；所述滑动轴承固连有一横杆，所述横杆上还固连有弹簧振动杆和喷涂器喷管，所述弹簧振动杆和所述喷涂器喷管分别被两组滚轮组垂直定位。

优选地，所述转动支撑部为回转支承，所述回转支承上设置有与所述铸模平台固连且同轴的从动齿轮，所述从动齿轮与所述变速驱动器中的主动齿轮水平啮合。

优选地，所述转动支撑部包括销轮和至少三个滚轮支撑，所述铸模平台与所述销轮固连；所述滚轮支撑固定在支架上；所述销轮的底面与所述滚轮支撑的滚轮滚动接触。

优选地，所述铸模呈空心扁圆弧立柱状、空心矩形立柱状、空心圆形立柱状、空心椭圆形立柱状或空心多边形立柱状；所述底槽的凹槽内设置有隔板、托轮组和粉料，所述托轮组与所述垂直铸机平台底板的底面滚动接触；所述竖直通孔、所述第一脱模及所述第二脱模孔的横截面的形状均与所述铸锭的横截面的形状相匹配。

本实用新型还提供一种合金铁水粒化系统，包括多流包、粒化机、分筛机、制粉机、提升机、加粉器和上述垂直铸机，所述多流包设置于所述垂直铸机的顶槽的上方，且所述多流包与所述顶槽之间具有间隔，所述多流包的底面设置有多个竖直的直流孔，所述直流孔能够与铸模同轴，相邻两个所述直流孔的间距与铸模平台上相邻两个模位的间距相等；所述垂直铸机、所述粒化机、所述分筛机、所述制粉机、所述提升机及所述加粉器依次相连，所述加粉器设置于所述垂直铸机的上方，所述加粉器包括储料仓和给料器，所述储料仓上部的溢出溜槽伸入所述多流包，所述储料仓的底部设置有插板阀，所述给料器设置于所述储料仓的底部。

优选地，还包括用于探测所述多流包或所述铸模中的铁水的液位的液位探测仪，根据所述液位探测仪的信号判断是否加大或减少或停止向所述多流包中注入铁水。

优选地，所述粒化机包括电动机、减速机、主动辊、被动辊和粒化机机架，所述电动机的轴驱动所述减速机的输入轴，所述减速机的输出轴驱动所述主动辊转动，所述主动辊和所述被动辊均转动设置在所述粒化机的机架上，所述主动辊的辊面和所述被动辊的辊面之间的最小距离比所述铸锭的厚度小 1-50mm。

本实用新型还提供一种合金铁水粒化方法：利用粉料密封铸模底部，在做循环水平转动的垂直铸机上把铁水连续铸造为铸锭；铸锭在600-1300℃的温度下脱模，脱模后直接在线输送到粒化机连续破碎为颗粒合金；颗粒合金在线输送到分筛机进行筛分；筛下物直接通过制粉机在线粉碎为粉料；粉料在线送到加粉器，然后进入垂直铸机的铸模型腔底部作为铺底密封料或多流包重新熔化；筛上物离线装斗。

本实用新型垂直铸机及合金铁水粒化系统相对于现有技术取得了以下技术效果：

首先是粉化率低：铸锭在高温下，由压痕辊轻压裂解制得颗粒合金，筛下物直接在线返回铸模或多流包重熔，所以浇铸的铁水近100％成为合格颗粒，解决了行业破碎粉化率高(5-20％)问题。其次是铁水收得率高：铁水主要是在缓缓位移阶段注入模型腔完全没有飞溅损失，在快速转位时少量飞溅的铁水被环形顶槽所汇集流入模内，飞溅损失非常少，因此铁水接近100％转化为合金铸锭，解决了传统技术浇铸飞溅严重、机头漏铁多，二者导致铁水损失2-5％的收得率低问题。再次是单位产品模具消耗成本低：高温铁水不直接冲刷模壁，并在涂料保护下铸造，故模具寿命长，单位产品的模具费用低，比目前在用的方法单位产品模具费用降低50％以上。第四是生产效率高：从铁水浇铸到产品离线不到5分钟，比传统工艺数小时到数十小时提高了数倍。第五是环保清洁：铁水相对稳定的小流量平稳充型，产生的烟气小且易于捕集。第六是自动化程度高、运行平稳、模位多、载荷大；装备紧凑、占地面积小，有利降低厂房投资、解决劳动力紧张、实现智能制造和安全生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为本实用新型合金铁水粒化方法的流程图；

图2为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一的结构示意图一；

图3为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一的结构示意图二；

图4为图3所示本实用新型合金铁水粒化系统的俯视图；

图5为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一中铸模的横截面剖视图；

图6为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一中底槽的结构示意图；

图7为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一中变速驱动器的结构示意图；

图8为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一中粒化机的结构示意图一；

图9为本实用新型合金铁水粒化系统实施例一中粒化机的俯视图；

图10为本实用新型合金铁水粒化系统实施例二中销轮的结构示意图

图11为本实用新型合金铁水粒化系统实施例二中滚轮支撑的结构示意图；

图12为本实用新型合金铁水粒化系统实施例二中铸模的横截面剖视图；

其中，1-液位探测仪、2-多流包、3-机架、4-加粉器、5-垂直铸机、6-耐火材料或合金粉与石墨粉混合料、5.1-垂直往复运动机构、5.1.1-横杆、5.1.2-滚轮组、5.1.3-滑杆、5.1.4-弹簧振动杆、5.1.5-喷涂器喷管、5.1.6-十字滑块联轴器、5.1.7-轴承座、5.1.8-传动轴、5.1.9-第一惯性轮、5.1.10-连杆、5.2-顶槽、 5.3-铸模平台、5.4-铸模、5.5-底槽、5.5.1-第一固定轴、5.5.2-轴承压盖、5.5.3- 第一轴承、5.5.4-滚筒、5.5.5-密封圈、5.6-回转支承、5.7-变速驱动器、5.7.1- 主动齿轮、5.7.2-输出轴、5.7.3-转盘、5.7.4-滚针轴承、5.7.5-变速凸轮、5.7.6- 输入轴、5.11-销轮、5.11.1-面板、5.11.2-销柱、5.11.3-连接板、5.11.4-底板、 5.11.5-筋板、5.12-滚轮支撑、5.12.1-支撑架、5.12.2-滚轮、5.12.3-第二固定轴、 5.12.4-压盖、5.12.5-第二轴承、6.1-电动机，6.2-减速箱，6.3-第二惯性轮、6.4- 粒化机机架，6.5-压痕辊。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种垂直铸机及合金铁水粒化系统，以解决现有技术存在的问题，提高合金铁水粒化的效率、铁水收得率和质量。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-9所示，本实施例提供一种垂直铸机5，包括机架3、顶槽5.2、铸模平台5.3、铸模5.4、底槽5.5、回转支承5.6、变速驱动器5.7和垂直往复运动机构5.1。

其中，顶槽5.2为一设置在圆环形钢板上的圆环形槽体，顶槽5.2与圆环形钢板同轴，圆环形钢板固设于铸模平台5.3的顶端，顶槽5.2具有水平的环状的底板、在底板上有一个大圆环、一个小圆环，两个圆环同心、高度为 50-500mm，在直径大于大圆环外径的圆上有若干个第一螺栓孔，第一螺栓孔用于长螺栓与铸模平台5.3的底板连接把铸模5.4压紧，在直径小于小圆环内径的底板上有若干个第二螺栓孔，第二螺栓孔用于螺栓把顶槽5.2固定在铸模平台5.3顶面的法兰。大、小圆环与水平的底板连接处均设置有圆角或倒角；在沟槽底部的底板上开有29-301个竖直通孔(具体数量与铸模平台5.3模位数一致)，在本实施例中，竖直通孔大小形状与铸锭横截面相仿(多流包2直流孔流出的铁水从竖直通孔进入铸模5.4型腔。

铸模平台5.3包括依次相连的顶面法兰、连接板和底板，顶面法兰有若干个螺栓孔，用于把顶槽5.2固定在铸模平台5.3上；在铸模平台5.3的底板上有29-301个第一脱模孔(形状与铸锭横截面相仿并略大、数量与模位数一致)，用作铸锭脱离铸模5.4的通道，使用时在第一脱模孔孔内加入粉料，目的是防止铁水外漏和保护底槽5.5；底板上还有若干个螺栓孔，用于与把铸模平台5.3 固定在回转支承上；连接板呈圆桶形用于连接铸模平台5.3顶面法兰和底板，筋板与桶壁和法兰及底板焊接在一起。

每个第一脱模孔上均设置有一个铸模5.4；铸模5.4形状为空心扁圆弧立柱状，其型腔横截面由4个圆弧R1、R2和R3、R4闭环构成，外壁也由4个圆弧R5、R6和R7、R8闭环构成，内壁光滑、外壁光滑或有横竖交错的散热板，材质为铜或钢或球铁，安装在铸模平台5.3的脱模孔位置；铸模5.4被顶槽5.2通过螺栓压紧在铸模平台5.3的底板上。

底槽5.5通过螺栓固设于机架3上，底槽5.5的顶面与铸模平台5.3的底板滑动配合，底槽5.5的顶面上设置有一圆环形的凹槽，底槽5.5的底部设置有与凹槽相通的第二脱模孔；第二脱模孔的尺寸不小于铸模5.4内孔的轮廓尺寸，槽内有隔板，槽内除了第二脱模孔的位置外其余均放有耐火材料或合金粉与石墨粉混合料6；耐火材料或合金粉与石墨粉混合料6的作用是保证铸模5.4 内的铁水不外漏；石墨粉一是作为润滑剂，用以减小铸模平台5.3转动阻力，二是填充耐火材料或合金粉的空隙，增加体密度，保证铁水不渗透到耐火材料或合金粉中；凹槽内有托轮组，托轮组包含滚筒5.5.4、第一轴承5.5.3、第一固定轴5.5.1、轴承压盖5.5.2、密封圈5.5.5，轴承压盖5.5.2通过滚珠与第一固定轴转动配合，托轮组的作用一是保持槽内的粉料处于静止状态、不随铸模平台5.3的转动而跑动，二是辅助回转支承对铸模平台5.3的垂直支撑。

回转支承5.6固设与机架3上，回转支承5.6上设置有与铸模平台5.3固连且同轴的从动齿轮，从动齿轮与变速驱动器5.7中的主动齿轮5.7.1水平啮合。

在本实施例中，变速驱动器5.7包括输入轴5.7.6、变速凸轮5.7.5、输出轴5.7.2、转盘5.7.3和主动齿轮5.7.1，变速凸轮5.7.5固设于输入轴5.7.6上，转盘5.7.3和主动齿轮5.7.1固设在输出轴5.7.2上，输出轴5.7.2竖直，转盘 5.7.3的节圆均匀设置有若干个滚针轴承5.7.4，转盘5.7.3底面略高于变速凸轮5.7.5轮脊的上边沿，转盘5.7.3有用于安装非标滚针轴承5.7.4的销轴孔若干个；非标滚针轴承5.7.4包含销轴、轴承外圈和滚针，销轴一端有螺纹、另一端有凸台，销轴长度大于轴承外圈长度和转盘5.7.3厚度之和；销轴垂直安装在转盘5.7.3的销轴孔内，销轴螺纹朝上并露出销轮上平面供安装锁紧螺栓；滚针轴承5.7.4的外圈与变速凸轮5.7.5的轮脊滚动接触，输入轴5.7.6一端与外界动力传动连接。其中，滚针轴承5.7.4也可以水平安装在转盘5.7.3的外圆。

变速凸轮5.7.5设置有变形正弦曲线轮脊和升角不变的螺旋线轮脊，变形正弦曲线轮脊与螺旋线轮脊首尾点的切线重合。变形正弦曲线轮脊快速驱动角对应(30°-170°)，螺旋线轮脊对应慢速驱动角(330°-190°)，在变形正弦曲线轮脊驱动下，铸模平台5.3作先加速后减速转动；在螺旋线轮脊驱动下，铸模平台5.3作匀速转动；加速和减速阶段的速度大于匀速转动的速度；输入轴5.7.6每转动一圈，铸模平台5.3就作一个“匀速-加速-减速”周期转动。在浇铸装置实施浇铸过程中，固定的多流包2直流孔流出的铁水流柱将要接触到缓缓匀速转动的铸模平台5.3的铸模5.4模壁时，转盘5.7.3的滚子刚好运动到凸轮的变形正弦曲线轮脊的起点，在变形正弦曲线轮脊驱动下铸模平台5.3 快速转位，把下一个铸模5.4转入浇铸工位；完成转位后，转盘5.7.3的滚子运动到螺旋线轮脊的起点，铸模平台5.3在螺旋线轮脊驱动下作缓慢的匀速转动，使液体有充足的时间平稳充型。

垂直往复运动机构5.1包括通过十字滑块联轴器5.1.6与输入轴5.7.6的另一端连接的传动轴5.1.8，传动轴5.1.8与输入轴5.7.6同轴，传动轴5.1.8转动设置于两个滚动轴承内，两个滚动轴承设置在轴承座5.1.7上，传动轴5.1.8 远离输入轴5.7.6的一端设置有第一惯性轮，第一惯性轮的轮缘上与连杆5.1.10 的一端转动连接，连杆5.1.10的另一端与滑杆5.1.3转动连接；滑杆5.1.3竖直且在两组滚轮组5.1.2的作用下被垂直定位，滑杆5.1.3的顶端固连有一横杆 5.1.1，横杆5.1.1上还固连有弹簧振动杆5.1.4和喷涂器喷管5.1.5，弹簧振动杆5.1.4和喷涂器喷管5.1.5也分别被两组滚轮组5.1.2垂直定位。喷管底端安装有雾化喷嘴，驱动器输入轴5.7.6每转一圈，惯性轮就通过连杆带动垂直往复运动机构5.1上下往复直线运动一次。垂直往复运动机构5.1中的弹簧振动杆5.1.4和喷管的高度位置是在脱模和喷涂工位的铸模5.4正上方；浇铸后的铸模5.4水平转动180°－355°就到达脱模工位。当铸模5.4转动到脱模工位时，因在该位置的底槽5.5是第二脱模孔，绝大多数铸锭会在重力作用下通过第二脱模孔自动脱落，少部分异常的会在随着横杆5.1.1一起作上下垂直直线运动的弹簧振动杆5.1.4的振打下脱离铸模5.4。与弹簧振动杆5.1.4并列喷管也同时随着横杆5.1.1一起作上下垂直直线运动，向铸模5.4的内模模壁表面喷涂涂料。由于输入轴5.7.6每转一圈就带动垂直往复运动机构5.1上下直线运动一次和铸模平台5.3转动一个模位，因此喷涂管和弹簧振动杆5.1.4永远不会与铸模平台5.3相互干涉。

本实施例还提供一种合金铁水粒化系统，包括多流包2、粒化机、分筛机、制粉机、提升机、加粉器4和上述的垂直铸机5，多流包2设置于垂直铸机5 的顶槽5.2的上方，且多流包2与顶槽5.2之间具有0-300mm的间隙，多流包 2的底面设置有多个竖直的直流孔，直流孔轴心与铸模5.4同轴心，相邻两个直流孔的间距与其所有的位置对应的铸模平台5.3上相邻两个模位的间距相等，多流包2作用是把铁水同时分配给若干个铸模5.4并防止铁水从铁水包倒出来时飞溅损失，使用中多流包2的腔体内始终有一定高度的铁水。

垂直铸机5、粒化机、分筛机、制粉机、提升机及加粉器4依次相连，加粉器4设置于垂直铸机5的上方。

粒化机由电动机6.1、减速机6.2、第二惯性轮6.3、压痕辊6.5和粒化机机架6.4组成。电动机6.1和减速机6.2为标准件，粒化机机架6.4用钢材或型钢焊接或铸造而成；压痕辊6.5由主动辊和被动辊组成，采用合金钢或碳钢加工，在辊皮表面纵横方向用耐磨堆焊焊条焊有凸钉，凸钉高度为0.5－50mm，凸钉之间的距离为10mm－300mm；两个压痕辊辊面距离可调，二者辊面之间的最小距离比铸锭厚度小为1-50mm；第二惯性轮6.3用铸钢或铸铁制成，其目的是增加粒化机的转动平稳性。分筛机安装在粒化机底面，动力直接由分筛机主动轴或从动轴提供。经粒化机压痕的合金直接落入分筛机进行分筛，筛上物进入成品仓，筛下物进入粉料返回装置。

粉料返回装置：包括制粉机、提升机。从分筛机出来的筛下物(因粒度太大，不满足铺底料技术要求)直接溜到制粉机进行粉化，粉化后由提升机提升到高位的加粉器4中使用。制粉机包含电机、减速机、机架和主动辊、被动辊，主动辊和被动辊为光滑合金辊，二者的辊面距离为0-3mm。

本实施例合金铁水粒化系统还包括两个液位探测仪1，一个液位探测仪1 安装在多流包2的正上方，另一个液位探测仪1安装在多流包2的旁边，两个液位探测仪1均为蓝光激光液位探测仪；根据两个液位探测仪1的信号判断是否继续向多流包2中注入铁水，当探测到金属液位高度达到设定的调度时，输出电信号，铸造吊车的副钩的卷扬电机停止1-30秒。

加粉器4包括储料仓和给料器，储料仓上部的溢出溜槽伸入多流包2，储料仓的底部设置有插板阀，给料器设置于储料仓的底部；加粉器4安装在铸模平台5.3上平面的上方比喷涂工位滞后1-30个模位，储料仓用钢板制成，型腔为倒锥形或倒梯形，上部有粉料溢出溜槽，下部有手动插板阀、底部安装给料器。加粉器4首要功能是在铸模5.4下部的底槽5.5上平面定量铺上一层与浇铸合金材质一致的粉料，粉料层厚度1-200mm(粉料的作用是防止底部漏铁水和保护铸模5.4底部内壁)；其次是把铺底剩余的粉料配入到多流包2中，粉料仓满后，上面的粉料直接通过溜槽流入多流包2中和铁水混合并熔化。

本实施例合金铁水粒化系统的使用过程如下：

接通电源后，电动机带动减速机，减速机输出轴5.7.2再带动变速凸轮5.7.5 驱动器的输入轴5.7.6，输入轴5.7.6一方面通过惯性轮带动垂直往复运动机构 5.1作上下往复直线运动，另一方面又通过变速凸轮5.7.5驱动滚针轴承5.7.4- 转盘5.7.3-输出轴5.7.2-主动齿轮5.7.1-回转支承(齿轮)带动铸模平台5.3作“匀速-加速-减速-匀速”周期性水平回转运动。各器件的工作顺序如下：

(1)在开机浇铸前，首先在底槽的凹槽内加满耐火材料或合金粉与石墨混合料，其次分别在涂料罐和粉料仓分别加满喷涂料和合金粉，打开喷涂机相关手动阀门和加粉器4下部的手动插板阀；

(2)启动垂直铸机5，加粉器4和喷涂器分别自动给铸模5.4型腔底部定量铺放密封粉料和铸模5.4的内壁喷涂涂料；

(3)启动吊车副钩卷扬向多流包2缓慢倒入铁水；

(4)铁水从多流包2底部多个竖直的直流孔同时流出，经过顶槽5.2的底板上的竖直通孔，平稳、均匀、连续同时注入多个铸模5.4的型腔中；

(5)当液位探测仪1探测到金属液面到达设定的高度时，探测仪输出电信号副钩卷扬电机停止1-30秒；

(6)脱模：浇铸后的铸模5.4转过180-355°时，到达脱模模位，铸锭已经全部凝固并降温到600-1300℃，大多数铸锭在重力作用下经底槽5.5的第二脱模孔脱离铸模5.4，少量异常的铸锭在弹簧振动杆5.1.4振动下脱模；

(7)喷涂料：在脱模后，垂直直线往复运动机构的喷管对铸模5.4型腔模壁表面喷涂涂料；

(8)铺底粉：喷涂后的铸模5.4继续向前转动到加粉器4工位，加粉器4 向铸模5.4型腔底部定量加入粉料；

(9)铸模5.4再次进入下一个工作循环；

(10)粒化：脱模后的铸锭立即被在线红送到粒化机中进行粒化。

(11)分筛：粒化后的合金粒度在0-60mm范围，筛分机把符合和不符合用户要求的合金分离出来。

(12)装斗与粉料处理：筛上物直接装斗进库，筛下物在线破碎为0-3mm 的细粉，然后经返料系统输送到加料器的料仓内。

本实施例还提供一种基于上述合金铁水粒化系统的合金铁水粒化方法：

在做“匀速-加速-减速-匀速”循环水平转动的垂直铸机5上把铁水连续铸造为圆弧扁铸锭，铸锭厚30-200mm、锭宽50-1000mm、锭长300-2000mm，铸锭在600-1300℃的温度下脱模，然后红送到粒化机连续破碎为0-60mm的颗粒合金，颗粒合金通过分筛机进行筛分，筛下物在线粉碎后直接通过双辊制粉机粉化，然后通过提升机提升到加粉器4中，进入垂直铸机5的铸模5.4底部作为铺底料或多流包2重新熔化，筛上物离线装斗进库。

实施例二

如图10-12所示，本实施例提供一种垂直铸机及合金铁水粒化系统，在实施例一的基础上，本实施例的垂直铸机及合金铁水粒化系统与实施例一中垂直铸机及合金铁水粒化系统的不同之处仅在于以下几点：

(1)垂直铸机5中的变速驱动器5.7包括涡杆、涡轮、输出轴5.7.2和主动齿轮5.7.1，涡轮和主动齿轮5.7.1固设在输出轴5.7.2上，输出轴5.7.2竖直，涡轮与涡杆啮合，涡杆一端与减速机的输出轴连接，减速机的输入轴与伺服电机的输出轴5.7.2连接。垂直往复运动机构5.1包括通过十字滑块联轴器5.1.6 与涡杆的另一端连接的曲轴，曲轴与涡杆同轴，曲轴远离输入轴5.7.6的一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与滑动轴承连接；滑动轴承固连有一横杆 5.1.1，横杆5.1.1上还固连有弹簧振动杆5.1.4和喷涂器喷管5.1.5，弹簧振动杆5.1.4和喷涂器喷管5.1.5分别被两组滚轮组5.1.2垂直定位。

(2)在使用过程中铸造吊车浇铸铁水改为伺服电机直接驱动浇铸装置浇铸铁水；浇铸装置上的铁水包上平面的高度高于多流包2上平面的高度；浇铸装置包含机架、减速机、伺服电机，安装位置与多流包2轴线同方位。浇铸装置的功能是向多流包2恒速(定量)提供铁水；其速度控制方法：通过伺服电机减速机组直接带动机架的转轴以每小时0.25-2转的速度转动，不同时间段的转动速度通过积分计算在不同角度下的铁水包内铁水液面单位高度的体积来确定，确保每秒钟倒出的铁水数量基本一致。在铸模平台5.3正上方安装有铁水液位激光测量仪(可用超声波和电极探针等)，当测出液面高度等于设定的高度时，伺服电机停机1-10秒，确保铁水不溢出铸模5.4造成意外事故。

(3)用销轮5.11和滚轮支撑5.12替换回转支承5.6，销轮5.11由面板 5.11.1、圆柱销5.11.2、连接板5.11.3、底板5.11.4和筋板5.11.5组成。面板5.11.1 和底板5.11.4的节圆Φ4均匀钻有若干个圆柱销孔Φ6，圆柱销5.11.2安装在Φ6孔中。上轮缘的Φ2圆周有若干个通孔Φ8，用于把铸模平台5.3固定在销轮5.11上。下轮缘底面为斜面或平面，底面和外圆加工分别加工为光滑的平面和圆周，作为销轮5.11的高度和圆心定位基准。滚轮支撑5.12包含支撑架 5.12.1、第二固定轴5.12.3、第二轴承5.12.5、压盖5.12.4和滚轮5.12.2。滚轮支撑5.12至少有3组，安装在销轮5.11的底板5.11.4下面，与销轮5.11的底板5.11.4的底平面滚动接触。

(4)合金铁水粒化系统中只设置一个液位探测仪1，其位于多流包2旁边。

(5)双辊制粉机变更为锤式粉碎机或球磨机。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“铁水”泛指所浇铸的高温液态合金，不能理解为炼钢铁水或铸铁铁水。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种垂直铸机，其特征在于：包括机架、顶槽、铸模平台、铸模、底槽、转动支撑部和变速驱动器；所述顶槽固设于所述铸模平台的顶端，所述顶槽为一圆环形槽体，所述顶槽的底板上设置有若干个与所述铸模平台上的模位一一对应的竖直通孔；所述铸模平台包括依次相连的顶面法兰、连接板和底板，所述铸模平台的底板上设置有若干个与所述铸模平台上的模位一一对应的第一脱模孔，每个所述第一脱模孔上均设置有一个铸模，所述铸模被夹紧在所述顶槽和所述铸模平台的底板之间；

所述底槽固设于所述机架上，所述底槽的顶面与所述铸模平台的底板滑动配合，所述底槽的顶面上设置有一圆环形的凹槽，所述底槽的底部设置有与所述凹槽相通的第二脱模孔；所述铸模平台通过所述转动支撑部与所述机架转动连接，所述变速驱动器能够驱动所述铸模平台转动。

2.根据权利要求1所述的垂直铸机，其特征在于：所述变速驱动器包括输入轴、变速凸轮、输出轴、转盘和主动齿轮，所述变速凸轮固设于所述输入轴上，所述转盘和所述主动齿轮固设在所述输出轴上，所述输出轴竖直，所述转盘均布有若干个滚针轴承，每个所述滚针轴承到所述转盘中心距离相等，所述滚针轴承的外圈与所述变速凸轮的轮脊滚动接触，所述输入轴一端与外界动力传动连接；所述变速凸轮设置有变形正弦曲线轮脊和升角不变的螺旋线轮脊，所述变形正弦曲线轮脊与所述螺旋线轮脊首尾点的切线重合。

3.根据权利要求1所述的垂直铸机，其特征在于：所述变速驱动器包括涡杆、涡轮、输出轴和主动齿轮，所述涡轮和所述主动齿轮固设在所述输出轴上，所述输出轴竖直，所述涡轮与所述涡杆啮合，所述涡杆一端与减速机的输出轴连接，所述减速机的输入轴与伺服电机的输出轴连接。

4.根据权利要求1所述的垂直铸机，其特征在于：还包括垂直往复运动机构，所述垂直往复运动机构包括由所述变速驱动器的输入轴驱动的水平传动轴及支撑所述水平传动轴转动和定位的轴承系，由所述水平传动轴驱动的垂直滑杆，由所述垂直滑杆驱动并设置在所述垂直滑杆顶部的横杆，所述横杆上还固连有弹簧振动杆和喷涂器喷管；所述垂直滑杆在两组滚轮组的作用下被垂直定位，所述弹簧振动杆和所述喷涂器喷管分别被定位机构垂直定位。

5.根据权利要求1所述的垂直铸机，其特征在于：所述转动支撑部为回转支承，所述回转支承上设置有与所述铸模平台固连且同轴的从动齿轮，所述从动齿轮与所述变速驱动器中的主动齿轮水平啮合。

6.根据权利要求1所述的垂直铸机，其特征在于：所述转动支撑部包括销轮和至少三个滚轮支撑，所述铸模平台与所述销轮固连；所述滚轮支撑固定在支架上；所述销轮的底面与所述滚轮支撑的滚轮滚动接触。

7.根据权利要求1所述的垂直铸机，其特征在于：所述铸模呈空心扁圆弧立柱状、空心矩形立柱状、空心圆形立柱状、空心椭圆形立柱状或空心多边形立柱状；所述底槽的凹槽内设置有隔板、托轮组和粉料，所述托轮组与所述垂直铸机平台底板的底面滚动接触；所述竖直通孔的横截面、所述第一脱模孔的横截面及所述第二脱模孔的横截面的形状均与铸锭的横截面的形状相匹配。

8.一种合金铁水粒化系统，其特征在于：包括多流包、粒化机、分筛机、制粉机、提升机、加粉器和权利要求1-7任意一项所述的垂直铸机，所述多流包设置于所述垂直铸机的顶槽的上方，且所述多流包与所述顶槽之间具有间隔，所述多流包的底面设置有多个竖直的直流孔，所述直流孔能够与铸模同轴，相邻两个所述直流孔的间距与铸模平台上相邻两个模位的间距相等；所述垂直铸机、所述粒化机、所述分筛机、所述制粉机、所述提升机及所述加粉器依次相连，所述加粉器设置于所述垂直铸机的上方，所述加粉器包括储料仓和给料器，所述储料仓上部的溢出溜槽伸入所述多流包，所述储料仓的底部设置有插板阀，所述给料器设置于所述储料仓的底部。

9.根据权利要求8所述的合金铁水粒化系统，其特征在于：还包括用于探测所述多流包或所述铸模中的铁水的液位的液位探测仪，根据所述液位探测仪的信号判断是否加大或减少或停止向所述多流包中注入铁水。

10.根据权利要求8所述的合金铁水粒化系统，其特征在于：所述粒化机包括电动机、减速机、主动辊、被动辊和粒化机机架，所述电动机的轴驱动所述减速机的输入轴，所述减速机的输出轴驱动所述主动辊转动，所述主动辊和所述被动辊均转动设置在所述粒化机的机架上，所述主动辊的辊面和所述被动辊的辊面之间的最小距离比铸锭的厚度小1-50mm。

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