CN214290838U - 轧辊铸锭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轧辊铸锭装置，涉及冶金技术领域，该轧辊铸锭装置包括铸锭加热包、真空容器、冷却台、模具组件和引锭头，将铸锭加热包设置在真空容器的上方，用于加热铸锭材料并向真空容器内喷射铸锭材料，同时将冷却台设置在真空容器内，且冷却台上设置有套筒，模具组件用于活动装配在套筒内，引锭头设置在模具组件的底部，并用于与模具组件共同形成一轧辊型腔，轧辊型腔位于铸锭加热包的下方。通过在套筒内活动装配模具组件，并且引锭头与模具组件共同形成轧辊型腔，能够解决轧辊的成型问题，同时利用铸锭加热包实现喷射工艺，能够得到全等轴晶组织的轧辊，提高合金性能，并且能够避免宏观元素偏析，保证铸锭质量。

Description

轧辊铸锭装置

技术领域

本实用新型涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种轧辊铸锭装置。

背景技术

用常规铸造法铸造纯铝或铝合金轧辊，由于存在凝固顺序的先后，很难得到全部的等轴晶组织。合金组织中总会存在一定比例的柱状晶，不利于通过后续的变形过程得到较高的合金性能。此外，对于大型铝合金轧辊铸件而言，由于主要合金元素在液固界面上发生偏析，从边部到心部容易产生较大的宏观元素偏析，且易在变截面处形成缺陷，严重影响铸锭质量。应用传统工艺制备全等轴晶且无宏观元素偏析的轧辊铸锭极为困难。

通过喷射成形的方法能够较好的解决上述问题，然而，经发明人研究发现，对于轧辊铸锭，由于其尺寸较大，且形状特异，常规设备无法通过喷射成形的方法制造轧辊。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轧辊铸锭装置，其能够通过喷射成型的方法制备轧辊，能够得到全等轴晶组织的轧辊，提高合金性能，并且能够避免宏观元素偏析，保证铸锭质量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种轧辊铸锭装置，包括铸锭加热包、真空容器、冷却台、模具组件和引锭头，所述铸锭加热包设置在所述真空容器的上方，用于加热铸锭材料并向所述真空容器内喷射所述铸锭材料，所述冷却台设置在所述真空容器内，且所述冷却台上设置有套筒，所述模具组件用于活动装配在所述套筒内，所述引锭头设置在所述模具组件的底部，并用于与所述模具组件共同形成一轧辊型腔，所述轧辊型腔位于所述铸锭加热包的下方，用于容纳从所述铸锭加热包喷出的所述铸锭材料，所述冷却台用于冷却位于所述轧辊型腔内的所述铸锭材料。

在可选的实施方式中，所述轧辊铸锭装置还包括机械手移动组件，所述机械手移动组件活动设置在所述真空容器内，用于将所述模具组件从所述套筒中取出或装入。

在可选的实施方式中，所述模具组件包括第一模具和若干个第二模具，所述第一模具活动装配在所述套筒的底部，并具有第一容置孔，所述引锭头用于活动装配在所述第一容置孔内，若干个所述第二模具用于依次活动装配在所述第一模具上，所述机械手移动组件用于将所述第一模具和若干个所述第二模具取出或者装入所述套筒。

在可选的实施方式中，所述机械手移动组件包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手设置在所述第二机械手的下方，所述第一机械手用于装入或取出所述第一模具，所述第二机械手用于择一装入所述第二模具。

在可选的实施方式中，轧辊铸锭装置还包括移动承载台，所述移动承载台活动设置在所述真空容器内，并能够沿所述真空容器的底壁自由移动，所述冷却台设置在所述移动承载台上。

在可选的实施方式中，所述引锭头活动设置在所述模具组件的底部，且所述引锭头的底部设置有升降连杆，所述移动承载台上设置有升降驱动件，所述升降连杆远离所述引锭头的一端与所述升降驱动件传动连接，用于在所述升降驱动件的驱动下带动所述引锭头上升或者下降。

在可选的实施方式中，所述冷却台包括承重座、第一冷却箱和第二冷却箱，所述承重座设置在所述移动承载台上，所述第一冷却箱和所述第二冷却箱均设置在所述承重座上，且所述第二冷却箱环设在所述第一冷却箱外并与所述第一冷却箱相接触，所述第一冷却箱内填充有第一冷却介质，所述第二冷却箱内填充有第二冷却介质。

在可选的实施方式中，所述铸锭加热包的底部设置有与所述真空容器连通的喷嘴，且所述铸锭加热包内还设置有用于打开或者关闭所述喷嘴的截流挡板，所述截流挡板的顶部设置有提升连杆，所述提升连杆向上延伸，用于提升或者下压所述截流挡板。

在可选的实施方式中，所述喷嘴内活动设置有口径调节挡板，所述口径调节挡板用于调节所述喷嘴的喷射口径。

在可选的实施方式中，所述真空容器相对的两个侧壁上设置有第一管接头和第二管接头，所述第一管接头用于连接气体泵，以向所述真空容器内通入保护气体，所述第二管接头用于连接真空泵，以抽出所述真空容器内的气体。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型提供的轧辊铸锭装置，将铸锭加热包设置在真空容器的上方，用于加热铸锭材料并向真空容器内喷射铸锭材料，同时将冷却台设置在真空容器内，且冷却台上设置有套筒，模具组件用于活动装配在套筒内，引锭头设置在模具组件的底部，并用于与模具组件共同形成一轧辊型腔，轧辊型腔位于铸锭加热包的下方，用于容纳从铸锭加热包喷出的铸锭材料，冷却台用于冷却位于轧辊型腔内的铸锭材料。通过在套筒内活动装配模具组件，并且引锭头与模具组件共同形成轧辊型腔，能够解决轧辊的成型问题，同时利用铸锭加热包实现喷射工艺，能够得到全等轴晶组织的轧辊，提高合金性能，并且能够避免宏观元素偏析，保证铸锭质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的轧辊铸锭装置的结构示意图；

图2为图1中真空容器的内部结构示意图；

图3为图1中铸锭加热包的结构示意图；

图4为图1中引锭头的移动轨迹图。

图标：100-轧辊铸锭装置；110-铸锭加热包；111-喷嘴；113-截流挡板；115-提升连杆；130-真空容器；131-第一管接头；133-第二管接头；150-冷却台；151-套筒；153-承重座；155-第一冷却箱；157-第二冷却箱；160-模具组件；161-第一模具；163-第二模具；170-引锭头；171-升降连杆；173-升降驱动件；180-机械手移动组件；181-第一机械手；183-第二机械手；190-移动承载台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

正如背景技术中所公开的，现有技术中针对轧辊，目前还未有能够解决全等轴晶无偏析的问题，采用常规铸造方法很难得到全部的等轴晶组织，从而影响合金性能，同时，由于轧辊铸件此处较大，蛀牙合金元素在液固界面处易发生偏移，产生较大的宏观元素偏析，并且容易在变截面处形成缺陷，影响铸锭质量。虽然喷射成形的方法能够有效解决上述问题，然而，由于轧辊铸件尺寸较大，且形状特异，采用常规设备无法通过喷射成形的方法制造轧辊铸件。

本实用新型通过对铸锭装置进行改进，使得能够通过喷射成形的方法制造轧辊铸件。需要说明的是，通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

具体实施例

结合参见图1至图4，本实施例提供了一种轧辊铸锭装置100，其能够采用喷射成形的方法进行铸造，提高合金铸件的致密度，减轻其氧化，同时提高了铸件的生产效率，并且可以快速制备具有全等轴晶组织且无宏观元素偏析的铝及其合金轧辊铸件。

本实施例提供的轧辊铸锭装置100，包括铸锭加热包110、真空容器130、冷却台150、模具组件160、引锭头170、机械手移动组件180和移动承载台190，铸锭加热包110设置在真空容器130的上方，用于加热铸锭材料并向真空容器130内喷射铸锭材料，冷却台150设置在真空容器130内，且冷却台150上设置有套筒151，模具组件160用于活动装配在套筒151内，引锭头170设置在模具组件160的底部，并用于与模具组件160共同形成一轧辊型腔，轧辊型腔位于铸锭加热包110的下方，用于容纳从铸锭加热包110喷出的铸锭材料，冷却台150用于冷却位于轧辊型腔内的铸锭材料。机械手移动组件180活动设置在真空容器130内，用于将模具组件160从套筒151中取出或装入。移动承载台190活动设置在真空容器130内，并能够沿真空容器130的底壁自由移动，冷却台150设置在移动承载台190上。

在本实施例中，轧辊型腔的形状即成形的轧辊的形状，可以根据不同尺寸、不同形状的轧辊，更换不同的模具组件160，从而形成不同的轧辊型腔，本实施例中的提及的模具组件160的具体结构仅仅是举例说明，并不起到限定作用。

需要说明的是，本实施例中套筒151为通孔结构，模具组件160的尺寸与套筒151相匹配，本实施例中机械手移动组件180用于将模具组件160从套筒151中取出或者装入，同时，在一些情况下，机械手移动组件180还用于将模具组件160固定在套筒151中，实现模具组件160的定位。在装入或者取出模具组件160时，可将模具组件160的各个部分从套筒151的上部开口装入或取出，或者从下部开口装入或取出。

在本实施例中，移动承载台190活动设置在真空容器130内，并通过电机带动其运动，其移动方式可以是轮式或者轨道式。通过设置移动承载台190，使得在铸锭成型的过程中，能够带动轧辊型腔小幅运动，使得喷射的铸锭材料均匀分布并形成膜层，有利于铸锭成型。对于移动承载台190的具体结构和运动模式，可参考现有的移动平台。

值得注意的是，本实施例中在成型过程中，移动承载台190的移动方式为螺旋外扩形，具体可参考图4，从而形成圆盘形的膜层，通过膜层的堆叠形成轧辊铸件。

在本实施例中，模具组件160包括第一模具161和若干个第二模具163，第一模具161活动装配在套筒151的底部，并具有第一容置孔，引锭头170用于活动装配在第一容置孔内，若干个第二模具163用于依次活动装配在第一模具161上，机械手移动组件180用于将第一模具161和若干个第二模具163取出或者装入套筒151。具体地，第一模具161设置在套筒151的底部，套筒151的内部设置有固定扣，以实现模具的固定，同时通过机械手移动组件180的部分结构可对模具进行固定，其中第一模具161上的第一容置孔的尺寸与引锭头170的尺寸相匹配，并且恰好使得引锭头170能够自由在第一容置孔内上下移动。若干个第二模具163的成型尺寸各不相同，从而能够堆叠形成与轧辊铸件形状相匹配的轧辊型腔，在实际成型时，需要一层一层形成膜层，故第一模具161、若干个第二模具163的实际装配顺序为由下至上，即先装配第一模具161，部分成型后再装配一个第二模具163，部分成型后再装配一个第二模具163，直至完全形成轧辊型腔，对于其操作过程在后文中会详细介绍。

在本实施例中，第一模具161和若干个第二模具163均采用导热材料制成，第二模具163共有4个，本实施例中将第一模具161编号为模具1,4个第二模具163安装装配顺序依次编号为模具2-5，其中模具1-5顺序叠放，且其总厚度与套筒151的轴向厚度相当，并且每个模具均与套筒151直接接触，方便冷却台150直接通过模具进行冷却。

需要说明的是，本实施例中第一模具161和第二模具163均为环状结构，从而形成回转体结构的轧辊铸件。具体地，为了方便装入或取出，第一模具161和第二模具163均为拼接结构，即由左右两块模具拼接而成，左右两块模具再由机械手移动组件180进行抓取和移动。

在本实施例中，机械手移动组件180包括第一机械手181和第二机械手183，第一机械手181设置在第二机械手183的下方，第一机械手181用于装入或取出第一模具161，第二机械手183用于择一装入第二模具163。具体地，第一机械手181为两个，两个第一机械手181相对设置在真空容器130的侧壁上，并位于套筒151的下方，能够从套筒151的下部开口处取出或者装入第一模具161，还用于取出下侧的第二模具163。第二机械手183也为两个，两个第二机械手183相对设置在真空容器130的侧壁上，并位于套筒151的上方，能够从套筒151的上部开口处取出或者装入第二模具163。

需要说明的是，本实施例中第一机械手181和第二机械手183均为常规的抓取机械手，由控制单元进行控制，其具体结构和抓取原理可参考现有的机械手结构，在此不过多描述。

在本实施例中，引锭头170活动设置在模具组件160的底部，且引锭头170的底部设置有升降连杆171，移动承载台190上设置有升降驱动件173，升降连杆171远离引锭头170的一端与升降驱动件173传动连接，用于在升降驱动件173的驱动下带动引锭头170上升或者下降。具体地，升降驱动件173为升降电机，升降电机设置在移动承载台190内部，并通过齿轮齿条的连接结构与升降连杆171传动连接，从而带动升降连杆171上升或者下降。

在本实施例中，升降电机的输出轴上设置有传动齿轮，升降连杆171的底部设置有传动齿条，传动齿轮与传动齿条相啮合，通过升降电机的正转和反转来实现升降连杆171的上升或者下降。优选地，升降电机采用步进电机。

在本实施例中，冷却台150包括承重座153、第一冷却箱155和第二冷却箱157，承重座153设置在移动承载台190上，第一冷却箱155和第二冷却箱157均设置在承重座153上，且第二冷却箱157环设在第一冷却箱155外并与第一冷却箱155相接触，第一冷却箱155内填充有第一冷却介质，第二冷却箱157内填充有第二冷却介质。具体地，承重座153为中空结构，方便第一机械手181从承重座153中伸至套筒151的下方，将第一模具161装入或者取出套筒151，其中套筒151的下方具有一定的容置空间，取出的第一模具161可以放置在该容置空间中。

在本实施例中，铸锭加热包110的底部设置有与真空容器130连通的喷嘴111，且铸锭加热包110内还设置有用于打开或者关闭喷嘴111的截流挡板113，截流挡板113的顶部设置有提升连杆115，提升连杆115向上延伸，用于提升或者下压截流挡板113。具体地，铸锭加热包110为钢包，内壁涂覆有ZrO2涂层，并且盛装有用于实现铸锭的铸锭材料，例如铝硅合金或者纯铝液。同时提升连杆115伸出铸锭加热包110，可以通过外部的提升设备带动提升连杆115上升或者下降，以打开或者关闭喷嘴111。

在本实施例中，铸锭加热包110和喷嘴111周围均设置有加热元件，以实现对铸锭材料的加热，同时铸锭加热包110周围还设置有保温层，以实现保温作用。铸锭加热包110内还设置有过滤层，用于过滤进入到喷嘴111当中的铸锭材料。

在本实施例中，喷嘴111内活动设置有口径调节挡板，口径调节挡板用于调节喷嘴111的喷射口径。具体地，口径调节挡板包括多个不同开度的挡板结构，通过多个不同开度的挡板的结构的组合，能够熟悉爱啦喷嘴111口径的调节，对于喷嘴111口径的调节，可参考现有的可调喷嘴111。

在本实施例中，真空容器130相对的两个侧壁上设置有第一管接头131和第二管接头133，第一管接头131用于连接气体泵，以向真空容器130内通入保护气体，第二管接头133用于连接真空泵，以抽出真空容器130内的气体。具体地，通过气体泵，向真空容器130中通入保护气体，例如氩气，同时通过真空泵，抽出真空容器130内的气体，在实际操作时，需先抽出真空容器130内的气体，再通入适量的氩气。

本实施例提供的轧辊铸锭装置100，其制备轧辊铸件的过程如下：

(1)首先通过第一机械手181将模具1放入套筒151内固定，模具2、3、4、5的初始位置不在图1所示位置，而是堆放在真空容器130底部。随后将完全熔化的铝液倒入包覆有ZrO2涂层的铸锭加热包110中，在铸锭加热包110中停留1小时并调整到适宜温度T1(T1>660℃)；将真空容器130抽真空，充入适量氩气，使真空容器130内的气压为p1(p1<1大气压)，并对喷嘴111进行预热，预热至温度T2(T2>660℃)；

(2)设定合理的喷射距离Dp及接触面和冷却面的垂直距离Dq，其中接触面指的是引锭头170的表面或锭子的表面，冷却面指的是引锭头170周围或者锭子周围的模具的表面，设定合理的冷却台150移动速度v0(mm/s)、道次间距d(mm/道次)、移动方式，基本的平面移动方式如图4所示，但实际工作时并不限于该移动方式。设定冷却台150在三个方向上的总位移：左右X1(mm)，前后Y1(mm)，垂直Z1(mm)。

(3)打开喷嘴111的截流挡板113，保温的铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中以速度v1喷出，经过距离Dp喷射到移动的引锭头170表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝。通过控制移动承载台190螺旋平移，使结晶在一个圆形平面上完成，形成厚度为δ的薄层。完成后将引锭头170向下移动δ的距离，再重复通过控制移动承载台190左右及前后平移形成新的结晶层，重复这一过程即可制备出具有全等轴晶组织及无偏析的轧辊铸锭部件1，所设定螺旋形状的尺寸即为轧辊铸锭部件1的直径尺寸D1，在垂直方向上运动的总距离即为轧辊铸锭部件1的厚度尺寸H1。

(4)步骤(3)结束后，关闭截流挡板113，通过控制引锭头170的运动使轧辊铸锭部件1的上表面与模具1的上表面平齐。通过真空容器130下方的两处机械手操作，将步骤(3)中的模具1从固定扣上打开并托住，随后通过真空容器130上方的两处机械手将模具2放置于图2中模具2所示位置。重新设定冷却台150在三个方向上的总位移：左右X2(mm)，前后Y2(mm)，垂直Z2(mm)。打开截流挡板113，保温铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中喷射到移动的轧辊铸锭部件1和模具1的上表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝，在形成一厚度为δ的薄层后，真空容器130下方的第一机械手181将模具1从承重台之间的空间取下。通过控制移动承载台190按照本步骤设定程序移动，在步骤(3)制备的轧辊铸锭部件1上表面连续制备直径为D2，高度为H2的轧辊铸锭部件2。

(5)步骤(4)结束后，关闭截流挡板113，通过控制引锭头170的运动使轧辊铸锭部件2的上表面与模具2的上表面平齐。通过真空容器130下侧的第一机械手181操作，将步骤(4)中的模具2从固定扣上打开并托住，随后通过真空容器130上方的两处第二机械手183将模具3放置于图2中模具3所示位置。重新设定冷却台150在三个方向上的总位移：左右X3(mm)，前后Y3(mm)，垂直Z3(mm)。打开截流挡板113，保温铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中喷射到移动的轧辊铸锭部件2和模具2的上表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝。在形成一厚度为δ的薄层后，真空容器130下方的第一机械手181将模具2从承重台之间的空间取下。通过控制移动承载台190按照本步骤设定程序移动，在步骤(4)制备的轧辊铸锭部件2上表面连续制备直径为D3，高度为H3的轧辊铸锭部件3。

(6)步骤(5)结束后，关闭截流挡板113，通过控制引锭头170的运动使轧辊铸锭部件3的上表面与模具3的上表面平齐。通过真空容器130上方的两处机械手操作，将模具4放置于图2中模具4所示位置。重新设定冷却台150在三个方向上的总位移：左右X2(mm)，前后Y2(mm)，垂直Z2(mm)。打开截流挡板113，保温铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中喷射到移动的轧辊铸锭部件3的上表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝。通过控制引锭头170的运动，在步骤(5)制备的轧辊铸锭部件3上表面连续制备直径为D2，高度为H2的轧辊铸锭部件4。

(7)步骤(6)结束后，关闭截流挡板113，通过控制引锭头170的运动使轧辊铸锭部件4的上表面与模具4的上表面平齐。通过真空容器130上方的两处机械手操作，将模具5放置于图2中模具5所示位置。重新设定冷却台150在三个方向上的总位移：左右X1(mm)，前后Y1(mm)，垂直Z1(mm)。打开截流挡板113，保温铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中喷射到移动的轧辊铸锭部件4的上表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝。通过控制引锭头170的运动，在步骤(6)制备的轧辊铸锭部件4上表面连续制备直径为D1，高度为H1的轧辊铸锭部件5。

在本实施例中，制备过程的独立可控参数包括：1.真空室压力p1：通过控制真空室和外部的气压差可以控制铝液喷射的速度和流量。2.铝液温度T1和喷嘴111预热温度T2。3.喷嘴111截流挡板113关闭时的狭缝宽度d。4.喷射距离Dp及接触面和冷却面的垂直距离Dq。5.冷却台150移动速度v1，道次间距d及平面移动方式。6.冷却台150在三个方向上的总位移X(mm)，Y(mm)，Z(mm)。

综上所述，本实施例提供的轧辊铸锭装置100，将铸锭加热包110设置在真空容器130的上方，用于加热铸锭材料并向真空容器130内喷射铸锭材料，同时将冷却台150设置在真空容器130内，且冷却台150上设置有套筒151，模具组件160用于活动装配在套筒151内，引锭头170设置在模具组件160的底部，并用于与模具组件160共同形成一轧辊型腔，轧辊型腔位于铸锭加热包110的下方，用于容纳从铸锭加热包110喷出的铸锭材料，冷却台150用于冷却位于轧辊型腔内的铸锭材料。通过在套筒151内活动装配模具组件160，并且引锭头170与模具组件160共同形成轧辊型腔，能够解决轧辊的成型问题，同时利用铸锭加热包110实现喷射工艺，能够得到全等轴晶组织的轧辊，提高合金性能，并且能够避免宏观元素偏析，保证铸锭质量。

下面针对本实施例提供的轧辊铸锭装置100的实际参数和制备过程进行详细说明，当然，此处参数仅仅是举例说明，并不起到任何限定作用。

实例一

按照前述操作过程，将纯铝液倒入铸锭容置包后，停留1小时，并调整温度至715℃。将真空容器130抽真空，冲入适量氩气，使真空容器130内的气压为0.5个大气压，并对喷嘴111进行预热，预热至温度720℃；设置喷射距离为18cm，接触面和冷却面的垂直距离为2.5cm，冷却台150移动速度5mm/s，道次间距1.2mm，移动方式如图3。设定冷却台150在三个方向上的最大位移分别为X1＝500mm，Y1＝500mm，Z1＝1000mm；X2＝1000mm，Y2＝1000mm，Z2＝1000mm；X3＝1500mm，Y3＝1500mm，Z3＝2000mm。抬起喷嘴111截流挡板113，保温铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中喷出，同时启动移动承载台190平移，铝液喷射到移动的引锭头170表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝。通过控制移动承载台190左右及前后平移，使结晶在一个圆形平面上完成，形成厚度为1.2mm的薄层。完成后将引锭头170向下移动1.2mm的距离，再重复通过控制移动承载台190左右及前后平移形成新的结晶层，重复这一过程即可制备出具有全等轴晶组织及无偏析的轧辊的圆柱形铸锭部件1，尺寸为φ500*1000(mm)。轧辊铸锭部件2、3、4、5的制备步骤同部件1，只不过铝液是喷射到移动的部件和模具的上表面。最终得到轧辊5个部件的尺寸分别为φ500*1000mm、φ1000*1000mm、φ1500*2000mm、φ1000*1000mm、φ500*1000mm。形成大尺寸、形状特殊的轧辊铸件。

实例二

按照前述操作过程，将硅含量为3％的铝硅合金液倒入坩埚后，停留1小时，并调整温度至680℃。将真空容器130抽真空，冲入适量氩气，使真空容器130内的气压为0.6个大气压，并对喷嘴111进行预热，预热至温度700℃；设置喷射距离为15cm，接触面和冷却面的垂直距离为2.5cm，冷却台150移动速度3.5mm/s，道次间距0.8mm，移动方式如图2。设定冷却台150在三个方向上的总位移分别为X1＝300mm，Y1＝300mm，Z1＝800mm；X2＝600mm，Y2＝600mm，Z2＝800mm；X3＝1000mm，Y3＝1000mm，Z3＝1600mm。抬起喷嘴111截流挡板113，保温铸锭容置包中的铝液在气压差的作用下从喷嘴111中喷出，同时启动移动承载台190平移，铝液喷射到移动的引锭头170表面并在冷却作用下瞬间发生冷凝。通过控制移动承载台190左右及前后平移，使结晶在一个圆形平面上完成，形成厚度为0.8mm的薄层。完成后将引锭头170向下移动0.8mm的距离，再重复通过控制移动承载台190左右及前后平移形成新的结晶层，重复这一过程即可制备出具有全等轴晶组织及无偏析的轧辊的圆柱形铸锭部件1，尺寸为φ300*800(mm)。轧辊铸锭部件2、3、4、5的制备步骤同部件1，只不过铝液是喷射到移动的部件和模具的上表面。最终得到轧辊5个部件的尺寸分别为φ300*800mm、φ600*800mm、φ1000*1600mm、φ600*800mm、φ300*800mm。形成大尺寸、形状特殊的轧辊铸件。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轧辊铸锭装置，其特征在于，包括铸锭加热包、真空容器、冷却台、模具组件和引锭头，所述铸锭加热包设置在所述真空容器的上方，用于加热铸锭材料并向所述真空容器内喷射所述铸锭材料，所述冷却台设置在所述真空容器内，且所述冷却台上设置有套筒，所述模具组件用于活动装配在所述套筒内，所述引锭头设置在所述模具组件的底部，并用于与所述模具组件共同形成一轧辊型腔，所述轧辊型腔位于所述铸锭加热包的下方，用于容纳从所述铸锭加热包喷出的所述铸锭材料，所述冷却台用于冷却位于所述轧辊型腔内的所述铸锭材料。

2.根据权利要求1所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述轧辊铸锭装置还包括机械手移动组件，所述机械手移动组件活动设置在所述真空容器内，用于将所述模具组件从所述套筒中取出或装入。

3.根据权利要求2所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述模具组件包括第一模具和若干个第二模具，所述第一模具活动装配在所述套筒的底部，并具有第一容置孔，所述引锭头用于活动装配在所述第一容置孔内，若干个所述第二模具用于依次活动装配在所述第一模具上，所述机械手移动组件用于将所述第一模具和若干个所述第二模具取出或者装入所述套筒。

4.根据权利要求3所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述机械手移动组件包括第一机械手和第二机械手，所述第一机械手设置在所述第二机械手的下方，所述第一机械手用于装入或取出所述第一模具，所述第二机械手用于择一装入所述第二模具。

5.根据权利要求2所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，轧辊铸锭装置还包括移动承载台，所述移动承载台活动设置在所述真空容器内，并能够沿所述真空容器的底壁自由移动，所述冷却台设置在所述移动承载台上。

6.根据权利要求5所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述引锭头活动设置在所述模具组件的底部，且所述引锭头的底部设置有升降连杆，所述移动承载台上设置有升降驱动件，所述升降连杆远离所述引锭头的一端与所述升降驱动件传动连接，用于在所述升降驱动件的驱动下带动所述引锭头上升或者下降。

7.根据权利要求5所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述冷却台包括承重座、第一冷却箱和第二冷却箱，所述承重座设置在所述移动承载台上，所述第一冷却箱和所述第二冷却箱均设置在所述承重座上，且所述第二冷却箱环设在所述第一冷却箱外并与所述第一冷却箱相接触，所述第一冷却箱内填充有第一冷却介质，所述第二冷却箱内填充有第二冷却介质。

8.根据权利要求1所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述铸锭加热包的底部设置有与所述真空容器连通的喷嘴，且所述铸锭加热包内还设置有用于打开或者关闭所述喷嘴的截流挡板，所述截流挡板的顶部设置有提升连杆，所述提升连杆向上延伸，用于提升或者下压所述截流挡板。

9.根据权利要求8所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述喷嘴内活动设置有口径调节挡板，所述口径调节挡板用于调节所述喷嘴的喷射口径。

10.根据权利要求1所述的轧辊铸锭装置，其特征在于，所述真空容器相对的两个侧壁上设置有第一管接头和第二管接头，所述第一管接头用于连接气体泵，以向所述真空容器内通入保护气体，所述第二管接头用于连接真空泵，以抽出所述真空容器内的气体。

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