CN211588461U - 一种新型铁合金结晶成型装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型铁合金结晶成型装置，包括大轮、小轮、冷却水循环系统和电机；所述小轮的外壁端面设有多个供铁合金成型的模具凹槽，所述大轮和小轮的空腔中分别设有大轮冷却水管和小轮冷却水管；所述冷却水循环系统设有2套，包括分别与大轮冷却水管和小轮冷却水管连接的大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统；所述电机设有2个转动轴，分别为带动大轮和大轮冷却水管转动的大轮电机转动轴和带动小轮和小轮冷却水管转动的小轮电机转动轴。本实用新型通过急冷技术使液态铁合金快速结晶成型，以减少高温铁合金对结晶器金属表面的侵蚀，浇铸效率高，结晶成型模具使用寿命长，成品形状规则均匀，粉末率极低。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁合金浇铸成型领域，具体地，涉及一种新型铁合金结晶成型装置。
背景技术
浇铸成型是铁合金生产的一个重要环节，浇铸方法通常有锭模浇铸、场地(地坑)分层浇铸及浇铸机连铸3种方法。
以前国内铁合金厂主要采用锭模浇铸，其特点是灵活性大，适应任何品种铁合金的浇铸，但生产率较低，工作环境恶劣，锭模费用很高，且需要进一步破碎加工，产生的粉末较多。场地(地坑)分层浇铸产量大，但占用场地面积宽，烟气除尘困难，成品加工产生的粉末率较高。浇铸机连铸是钢铁生产中很普遍的工艺和技术，但在铁合金生产中应用的很少。近年来，随着铁合金炉子大型化，环保要求及人工工资不断提高，使得浇铸机的性价比不断提高。这是因为浇铸机浇铸法的特点是生产率高，劳动条件好，产品成份均匀，强度高，粉末少。
国外已有一些铁合金连铸浇铸机在运行，但存在以下问题：1)因液态铁合金温度高(液态铁合金从连铸机中的振动器流出的温度高达1400度)，高温的铁合金容易侵蚀结晶器的金属表面，大大缩短了结晶成型模具的使用寿命；2)存在二次破碎；3)因冷却结晶上的温度不恒定，浇铸的铁合金形状不规则；4)存在一定粉末损失等问题。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种新型铁合金结晶成型装置，本实用新型通过急冷技术使液态铁合金快速结晶成型，以减少高温铁合金对结晶器金属表面的侵蚀，浇铸效率高，结晶成型模具使用寿命长，成品形状规则均匀，粉末率极低。
根据本实用新型的一个方面，提供一种新型铁合金结晶成型装置，包括大轮(1)、小轮(2)、冷却水循环系统和电机；
所述大轮(1)和小轮(2)均为内部设有空腔的圆筒形结构，所述大轮(1)的外壁端面设有液态铁合金流道，所述小轮(2)的外壁端面设有多个供铁合金成型的模具凹槽，所述大轮(1)和小轮(2)的空腔中分别设有与大轮(1)和小轮(2)的内壁抵接的大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)；
所述冷却水循环系统设有2套，包括分别与大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)连接的大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统；
所述电机设有2个转动轴，分别为大轮电机转动轴(5)和小轮电机转动轴(6)，所述大轮电机转动轴(5)设置在大轮冷却水管(3)的内腔中，带动大轮(1)和大轮冷却水管(3)转动，所述小轮电机转动轴(6)设置在小轮冷却水管(4)的内腔中，带动小轮(2)和小轮冷却水管(4)转动。
优选的，所述大轮(1)和小轮(2)的壁厚均为100mm。
优选的，所述模具凹槽在小轮(2)的外壁端面等间距设置。所述模具凹槽的形状和规格可以按照要求进行定制。
优选的，所述大轮(1)和小轮(2)设置在工作台上，且所述大轮(1)和小轮(2)之间设有间隙，所述大轮(1)设置在连铸机中振动器的液态铁合金出口的下方，所述小轮(2)的下方设有传输带。传输带的另一端与下一工艺的零部件连接。
优选的，所述大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统均包括冷却设备、水泵和管道，所述大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统中的冷却设备分别通过管道与大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)连接，且所述冷却设备与大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)之间分别连接有水泵。冷却水循环系统通过水冷处理带走液态高温铁合金中的热量，并保持大轮和小轮的金属表面恒温，以减少对金属表面的热腐蚀和氧腐蚀，以及形成规则的铁合金块。冷却水循环系统是以水作为冷却介质，并循环使用的一种冷却水系统。主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备(常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器)后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次(称直流冷却水系统)，使升温冷水流过冷却设备则水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，冷水的用量大大降低，常可节约95％以上。
优选的，所述大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)均为内部设有空腔的圆筒形结构。
优选的，所述大轮(1)和小轮(2)的外壁端面均为耐高温耐腐蚀的金属表面，或在大轮(1)和小轮(2)的外壁端面的金属表面上涂覆耐高温耐腐蚀的涂料，以进一步减少高温铁合金对结晶器金属表面的侵蚀。
工作原理为：结晶成型装置安装在连铸机中振动器的液态铁合金出口处，液态铁合金流到大轮的液态铁合金流道上，电机通过大轮电机转动轴带动大轮和大轮冷却水管转动，大轮冷却水循环系统运行，使得大轮内部的大轮冷却水管带走大轮金属表面的热量，并使大轮的金属表面保持在一定的恒温状态，同时液态铁合金(铁合金铁水)在空气中不断散热，使得液态铁合金的温度不断下降，大轮上的液态铁合金转到一定的角度时将倾泻到小轮上的模具凹槽中(大轮上的液态铁合金转到朝向小轮的一方，且大轮上的液态铁合金的位置与水平方向的夹角为30-40度时)；
电机通过小轮电机转动轴带动小轮和小轮冷却水管转动，小轮冷却水循环系统运行，小轮内部的小轮冷却水管带走小轮金属表面的热量，确保小轮中模具凹槽的金属表面降温并保持恒温，已初步降温的液态铁合金在模具凹槽中快速形成规则的铁合金块状；随后小轮继续转动，将已经表面结晶的形状规则的铁合金自然分离落到传输带或者地面。
当铁合金铁水经过结晶成型器时，通过大轮冷却水循环系统冷却带走液态高温铁合金中的热量，使大轮上的液态铁合金初步降温形成包水(液态铁合金的表面形成一层薄膜，减少粉末损失)，通过小轮冷却水循环系统使在小轮的模具凹槽中的液态铁合金快速结晶成型，再随着结晶成型器的转动，落地成规则铁合金块，能有效防止二次破碎，且保证了结晶成型的铁合金形状规则。
大轮和小轮的金属表面的温度可通过调节电机中大轮电机转动轴和小轮电机转动轴的转动速度(即调节大轮和小轮的转速)，以及通过调节大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统中冷却水的循环速度而控制。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
(1)本实用新型所涉及的新型铁合金结晶成型装置，通过急冷技术使液态铁合金快速结晶成型，比较其它技术，快速结晶可以使结晶成型器表面热腐蚀损耗降低，大大减少了高温铁合金对结晶器金属表面的侵蚀，延长了结晶成型器的使用寿命；
(2)本实用新型所涉及的新型铁合金结晶成型装置，铁合金经过该设备成型后，生产出来的铁合金块形状规则，无需二次加工，粉末率极低，铁合金品相和质量都会提高，可直接装包；
(3)本实用新型所涉及的新型铁合金结晶成型装置，能连续作业，可满足多台铁合金矿热炉的浇铸需要，生产效率高；
(4)本实用新型所涉及的新型铁合金结晶成型装置，结晶成型过程中的烟气少，所需的烟气除尘区域面积很小，作业环境条件好；
(5)本实用新型所涉及的新型铁合金结晶成型装置，其结构简单、设计巧妙、效果显著；
(6)本实用新型所涉及的新型铁合金结晶成型装置，制造工艺简单，易于加工与装配，操作简单便捷，成本低，实用性强，适合大范围推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为新型铁合金结晶成型装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
实施例
本实施例提供一种新型铁合金结晶成型装置，其结构详见附图1所示：包括大轮1、小轮2、冷却水循环系统和电机；
所述大轮1和小轮2均为内部设有空腔的圆筒形结构，所述大轮1的外壁端面设有液态铁合金流道，所述小轮2的外壁端面设有多个供铁合金成型的模具凹槽，所述大轮1和小轮2的空腔中分别设有与大轮1和小轮2的内壁抵接的大轮冷却水管3和小轮冷却水管4；
所述冷却水循环系统设有2套，包括分别与大轮冷却水管3和小轮冷却水管4连接的大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统；
所述电机设有2个转动轴，分别为大轮电机转动轴5和小轮电机转动轴6，所述大轮电机转动轴5设置在大轮冷却水管3的内腔中，带动大轮1和大轮冷却水管3转动，所述小轮电机转动轴6设置在小轮冷却水管4的内腔中，带动小轮2和小轮冷却水管4转动。
进一步的，所述大轮1和小轮2的壁厚均为100mm。
进一步的，所述模具凹槽在小轮2的外壁端面等间距设置。所述模具凹槽的形状和规格可以按照要求进行定制。
进一步的，所述大轮1和小轮2设置在工作台上，且所述大轮1和小轮2之间设有间隙，所述大轮1设置在连铸机中振动器的液态铁合金出口的下方，所述小轮2的下方设有传输带。传输带的另一端与下一工艺的零部件连接。
进一步的，所述大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统均包括冷却设备、水泵和管道，所述大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统中的冷却设备分别通过管道与大轮冷却水管3和小轮冷却水管4连接，且所述冷却设备与大轮冷却水管3和小轮冷却水管4之间分别连接有水泵。冷却水循环系统通过水冷处理带走液态高温铁合金中的热量，并保持大轮和小轮的金属表面恒温，以减少对金属表面的热腐蚀和氧腐蚀，以及形成规则的铁合金块。冷却水循环系统是以水作为冷却介质，并循环使用的一种冷却水系统。主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备(常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器)后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次(称直流冷却水系统)，使升温冷水流过冷却设备则水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，冷水的用量大大降低，常可节约95％以上。
进一步的，所述大轮冷却水管3和小轮冷却水管4均为内部设有空腔的圆筒形结构。
进一步的，所述大轮1和小轮2的外壁端面均为耐高温耐腐蚀的金属表面，或在大轮1和小轮2的外壁端面的金属表面上涂覆耐高温耐腐蚀的涂料，以进一步减少高温铁合金对结晶器金属表面的侵蚀。
工作原理为：结晶成型装置安装在连铸机中振动器的液态铁合金出口处，液态铁合金流到大轮的液态铁合金流道上，电机通过大轮电机转动轴带动大轮和大轮冷却水管转动，大轮冷却水循环系统运行，使得大轮内部的大轮冷却水管带走大轮金属表面的热量，并使大轮的金属表面保持在一定的恒温状态，同时液态铁合金(铁合金铁水)在空气中不断散热，使得液态铁合金的温度不断下降，大轮上的液态铁合金转到一定的角度时将倾泻到小轮上的模具凹槽中(大轮上的液态铁合金转到朝向小轮的一方，且大轮上的液态铁合金的位置与水平方向的夹角为30-40度时)；
电机通过小轮电机转动轴带动小轮和小轮冷却水管转动，小轮冷却水循环系统运行，小轮内部的小轮冷却水管带走小轮金属表面的热量，确保小轮中模具凹槽的金属表面降温并保持恒温，已初步降温的液态铁合金在模具凹槽中快速形成规则的铁合金块状；随后小轮继续转动，将已经表面结晶的形状规则的铁合金自然分离落到传输带或者地面。
当铁合金铁水经过结晶成型器时，通过大轮冷却水循环系统冷却带走液态高温铁合金中的热量，使大轮上的液态铁合金初步降温形成包水(液态铁合金的表面形成一层薄膜，减少粉末损失)，通过小轮冷却水循环系统使在小轮的模具凹槽中的液态铁合金快速结晶成型，再随着结晶成型器的转动，落地成规则铁合金块，能有效防止二次破碎，且保证了结晶成型的铁合金形状规则。
大轮和小轮的金属表面的温度可通过调节电机中大轮电机转动轴和小轮电机转动轴的转动速度(即调节大轮和小轮的转速)，以及通过调节大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统中冷却水的循环速度而控制。
本实施例具有如下的有益效果：
(1)通过急冷技术使液态铁合金快速结晶成型，比较其它技术，快速结晶可以使结晶成型器表面热腐蚀损耗降低，大大减少了高温铁合金对结晶器金属表面的侵蚀，延长了结晶成型器的使用寿命；
(2)铁合金经过该设备成型后，生产出来的铁合金块形状规则，无需二次加工，粉末率极低，铁合金品相和质量都会提高，可直接装包；
(3)能连续作业，可满足多台铁合金矿热炉的浇铸需要，生产效率高；
(4)结晶成型过程中的烟气少，所需的烟气除尘区域面积很小，作业环境条件好；
(5)其结构简单、设计巧妙、效果显著；
(6)制造工艺简单，易于加工与装配，操作简单便捷，成本低，实用性强，适合大范围推广。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (6)
1.一种新型铁合金结晶成型装置，其特征在于，包括大轮(1)、小轮(2)、冷却水循环系统和电机；
所述大轮(1)和小轮(2)均为内部设有空腔的圆筒形结构，所述大轮(1)的外壁端面设有液态铁合金流道，所述小轮(2)的外壁端面设有多个供铁合金成型的模具凹槽，所述大轮(1)和小轮(2)的空腔中分别设有与大轮(1)和小轮(2)的内壁抵接的大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)；
所述冷却水循环系统设有2套，包括分别与大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)连接的大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统；
所述电机设有2个转动轴，分别为大轮电机转动轴(5)和小轮电机转动轴(6)，所述大轮电机转动轴(5)设置在大轮冷却水管(3)的内腔中，带动大轮(1)和大轮冷却水管(3)转动，所述小轮电机转动轴(6)设置在小轮冷却水管(4)的内腔中，带动小轮(2)和小轮冷却水管(4)转动。
2.根据权利要求1所述的新型铁合金结晶成型装置，其特征在于，所述大轮(1)和小轮(2)的壁厚均为100mm。
3.根据权利要求1所述的新型铁合金结晶成型装置，其特征在于，所述模具凹槽在小轮(2)的外壁端面等间距设置。
4.根据权利要求1所述的新型铁合金结晶成型装置，其特征在于，所述大轮(1)和小轮(2)设置在工作台上，且所述大轮(1)和小轮(2)之间设有间隙，所述大轮(1)设置在连铸机中振动器的液态铁合金出口的下方，所述小轮(2)的下方设有传输带。
5.根据权利要求1所述的新型铁合金结晶成型装置，其特征在于，所述大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统均包括冷却设备、水泵和管道，所述大轮冷却水循环系统和小轮冷却水循环系统中的冷却设备分别通过管道与大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)连接，且所述冷却设备与大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)之间分别连接有水泵。
6.根据权利要求1所述的新型铁合金结晶成型装置，其特征在于，所述大轮冷却水管(3)和小轮冷却水管(4)均为内部设有空腔的圆筒形结构。
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