CN214768784U - 一种真空连铸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空连铸装置，真空连铸装置包括第一真空室、第二真空室和第三真空室，第一真空室用于放置原材料，第二真空室内设有用于熔炼原料的熔炼结构以及对熔融液进行结晶的结晶器结构；所述第三真空室内设有用于对经过结晶器结构后的杆坯进行冷却的冷却水箱，所述冷却水箱内设有供杆坯穿过的冷却腔室，冷却水箱的箱壁上开设有与所述冷却腔室连通的穿孔，所述穿孔供杆坯穿过，所述穿孔的内壁上设有密封圈；所述第三真空室的侧壁上密封穿装有与所述冷却腔室连通的进水管和出水管。缩短了冷却水箱与结晶器结构之间的距离，经结晶器结构出来的杆坯能够快速进行冷却，冷却距离缩短，有利于获得均匀的凝固组织。

Description

一种真空连铸装置

技术领域

本实用新型涉及一种真空连铸装置。

背景技术

为获得金属铸态杆坯，通常采用真空连铸技术进行生产加工，授权公告号为CN104308107B的中国发明专利公开了一种竖引式真空熔炼惰性气体保护连续加料连铸机，其包括沿上下方向依次布置的第一真空室、第二真空室和第三真空室，第一真空室、第二真空室和第三真空室相互隔开。第一真空室用来盛放原料，第二真空室内有熔炼结构，用来将原料熔炼成熔融液，第二真空室内还有结晶器结构，结晶器结构使熔融液结晶形成杆坯，第三真空室用来防止经结晶器结构后的高温杆坯直接与空气接触而出现氧化现象。在第三真空室的下方还有双层密封圈和金属杆冷却装置，双层密封圈防止外界的空气进入到第三真空室内，金属杆冷却装置对由第三真空室中引出的杆坯进行冷却。

现有技术的连铸机通过布置多个真空室，能够实现杆坯的连铸成型，避免造成金属熔炼过程、冷却过程的氧化和污染。但是其存在的问题在于，杆坯由结晶器结构中引出后需要经过较长距离的第三真空室才能进行二次冷却，冷却距离较长，不利于获得均匀的凝固组织，导致杆坯的成型质量较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空连铸装置，以解决现有技术中杆坯的冷却距离较长而导致杆坯成型质量较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的真空连铸装置的技术方案是：一种真空连铸装置，包括：

第一真空室、第二真空室和第三真空室，第一真空室用于放置原材料，第二真空室内设有用于熔炼原料的熔炼结构以及对熔融液进行结晶的结晶器结构；

所述第三真空室内设有用于对经过结晶器结构后的杆坯进行冷却的冷却水箱，所述冷却水箱内设有供杆坯穿过的冷却腔室，冷却水箱的箱壁上开设有与所述冷却腔室连通的穿孔，所述穿孔供杆坯穿过，所述穿孔的内壁上设有密封圈；

所述第三真空室的侧壁上密封穿装有与所述冷却腔室连通的进水管和出水管。

有益效果：将冷却水箱布置在第三真空室内，与现有技术相比，缩短了冷却水箱与结晶器结构之间的距离，经结晶器结构出来的杆坯能够快速进行冷却，冷却距离缩短，有利于获得均匀的凝固组织，而冷却水箱布置在第三真空室内，达到定向凝固的条件，有利于获得均匀分布、平行于轴向的柱状晶组织。冷却水箱与熔炼结构分布在不同的真空室内，能够减少熔炼结构传递到冷却水箱内的热量，保证冷却水箱的冷却效果。将冷却水箱布置在第三真空室内，与现有技术相比，冷却水箱所处的环境始终为真空环境，不需要考虑冷却水箱与外部环境之间的隔离问题。

优选地，所述冷却水箱固定安装在所述第三真空室的供杆坯穿出的一侧侧壁上。冷却水箱固定在该侧壁时，冷却水箱同时也能够起到防止外部的空气进入到第三真空室内的作用。

优选地，所述冷却水箱与所述第三真空室的相应侧侧壁之间压装有密封圈。

优选地，所述第一真空室、第二真空室和第三真空室沿上下方向依次排布，所述第三真空室的相应侧侧壁上开设有定位安装槽，所述冷却水箱适配卡入该定位安装槽中。

优选地，所述第一真空室、第二真空室和第三真空室沿上下方向依次排布；

真空连铸装置包括上动密封和下动密封，上动密封位于所述第三真空室内且固定安装在第三真空室的上壁上，下动密封位于所述第三真空室的外部且固定安装在第三真空室的下壁外侧；

上动密封和下动密封均包括密封缸体，密封缸体内设有供杆坯通过的贯通孔，所述贯通孔的孔壁上安装有密封圈。通过上动密封实现了第二真空室与第三真空室之间的隔开，有利于单独控制各真空室的真空度；通过下动密封实现了第三真空室与外部环境的隔开，防止外部的空气进入到第三真空室内而破坏第三真空室的真空环境。

优选地，所述密封缸体与第三真空室相应侧壁之间设有环绕贯通孔布置的密封圈。

优选地，所述结晶器结构固定布置在所述第二真空室的内部，且所述第三真空室的与第二真空室相邻的侧壁隔开结晶器结构和冷却水箱。结晶器结构和冷却水箱被隔开在第二真空室和第三真空室中，减少结晶器结构传递到冷却水箱的热量。

附图说明

图1为本实用新型所提供的真空连铸装置的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的真空连铸装置中第三真空室处的示意图；

附图标记说明：

1、第一真空室；2、插板阀；3、搅拌器；4、第二真空室；5、熔体；6、固-液界面；7、保温隔热垫；8、结晶器；9、铜冷套；10、上动密封；11、第三真空室；12、冷却水箱；13、下动密封；14、杆坯；15、第三真空室上壁；16、上密封缸体；17、冷却水箱上盖；18、冷却水箱箱体；19、出水管；20、密封圈；21、冷却水箱下盖；22、第三真空室下壁；23、下密封缸体；24、进水管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。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。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的真空连铸装置的具体实施例：

如图1和图2所示，本实施例的真空连铸装置为下引连铸，包括由上向下依次排布的第一真空室1、第二真空室4和第三真空室11，其工艺过程是在第一真空室1中放置原材料，在第二真空室4中进行熔炼，同时通过结晶器8冷却成型，再通过第三真空室11进入到外部环境中，然后再经过牵引辊从下方引出。

其中，第一真空室1和第二真空室4相连处固定安装有插板阀2，插板阀2打开后原材料能够进入到第二真空室4内。在第二真空室4内有熔炼结构，用来将原材料熔炼成熔体5，此处的熔炼结构包括固定在第二真空室4内的坩埚和位于坩埚外部的加热线圈，用来对坩埚内的原材料进行加热，熔炼结构还包括对熔体5进行搅拌的搅拌器3。在坩埚的下方有结晶器结构，结晶器结构包括结晶器8以及围在结晶器8外部的铜冷套9，结晶器结构与坩埚之间有保温隔热垫7，减少热量的传递。结晶器8能够将由坩埚中流出的熔体5冷却成型为杆坯14，其中杆坯14与熔体5之间有固-液界面6，铜冷套9用来对结晶器8进行冷却降温。第三真空室上壁15、第三真空室下壁22上开孔供杆坯14通过。

为了实现第二真空室4和第三真空室11之间、第三真空室11和外部环境间的工艺衔接，并保证连续工艺过程的密封性，防止外部环境气体泄漏至真空室内，真空连铸装置还包括动密封结构，如图1和图2所示，此处的动密封结构由上动密封10、冷却水箱12和下动密封13三部分组成。上动密封10设置在第三真空室上壁15上，对第二真空室4、第三真空室11之间进行密封，下动密封13设置在第三真空室下壁22外部，对第三真空室11、外部环境之间进行密封。冷却水箱12位于第三真空室11内，对杆坯14进行冷却。

如图2所示，上动密封10包括上密封缸体16，上密封缸体16螺纹安装在第三真空室上壁15的穿孔中，上密封缸体16中的贯穿孔供杆坯14通过，为防止第二真空室4、第三真空室11之间出现串气，在上密封缸体16贯穿孔内开设有上下间隔排布的两个环槽并在环槽内安装密封圈20。为进一步提高密封性能，将上密封缸体16设计为阶梯状的结构，由此形成了朝上的环形台阶面，在环形台阶面上开环槽并安装密封圈20，密封圈20被挤压在上密封缸体16、第三真空室上壁15之间。

下动密封13的结构与上动密封10的结构类似，包括下密封缸体23，下密封缸体23螺纹安装在第三真空室下壁22的穿孔中，下密封缸体23中的贯穿孔供杆坯14通过，为防止第三真空室11与外部环境之间出现串气，在下密封缸体23贯穿孔内开设有上下间隔排布的两个环槽并在环槽内安装密封圈20。为进一步提高密封性能，将下密封缸体23设计为阶梯状的结构，由此形成了朝上的环形台阶面，在环形台阶面上开环槽并安装密封圈20，密封圈20倍挤压在下密封缸体23、第三真空室下壁22外部之间。

冷却水箱12的结构如图2所示，冷却水箱12包括冷却水箱箱体18，冷却水箱箱体18为上下贯通的结构，冷却水箱箱体18的上、下端均开设有外螺纹，在冷却水箱箱体18的上端螺纹安装有冷却水箱上盖17，下端螺纹安装有冷却水箱下盖21，冷却水箱箱体18、冷却水箱上盖17、冷却水箱下盖21共同围成了位于冷却水箱12内部的腔室，腔室内用来容纳冷却水。在冷却水箱上盖17、冷却水箱下盖21上均开贯通孔与腔室连通，供杆坯14通过。为防止冷却水流出，在冷却水箱上盖17、冷却水箱下盖21的贯通孔内均开设有上下间隔排布的两个环槽并在环槽内安装有密封圈20。

为将冷却水箱12固定布置，如图2所示，在第三真空室下壁22的内部上开定位安装槽，并将冷却水箱12适配地固定安装在定位安装槽中。为进一步提高第三真空室11和外部环境之间的密封性，在冷却水箱12的底部开环槽并安装密封圈20，密封圈20被挤压在冷却水箱12与第三真空室下壁22之间。

在冷却水箱箱体18上焊接有进水管24和出水管19，进水管24和出水管19与腔室连通，实现冷却水的循环。进水管24、出水管19均由第三真空室11穿出，因此，在第三真空室11开设孔洞供进水管24、出水管19，并加设密封圈保证真空密封性。

其中，本实施例中的密封圈20的材料均为氟橡胶，具有优良的密封性、耐磨性、耐热性。

使用时，先将引锭杆自下向上穿入到结晶器8内，其中，引锭杆的外径与杆坯14的外径相等，之后在冷却水箱12的腔室内注水，之后进行牵引连铸，杆坯14被牵引拉出的过程中通过上动密封10、下动密封13保证各第二真空室4、第三真空室11之间以及第三真空室11与外部环境之间的密封。杆坯14在被拉出的过程中经过冷却水箱12时能够被冷却，防止高温的杆坯14与空气接触而发生氧化。而且，冷却水箱12是位于第三真空室11内的，由结晶器8出来后，杆坯14不需要经过很长的距离就可以得到快速冷却，缩短了冷却距离，有利于获得均匀分布、平行于轴向的柱状晶组织。

本实施例中，如图1所示，结晶器结构整体上位于第二真空室4中，第三真空室上壁15将结晶器结构、熔炼结构和冷却水箱12隔开，防止第二真空室4内的发热结构将过多的热量传递到冷却水箱12中。

本实施例中，结晶器结构完全位于第二真空室内，第三真空室上壁隔开结晶器结构和冷却水箱。其他实施例中，结晶器结构与背景技术中现有技术的布置方式一致，即结晶器结构的下端与第三真空室连通。

本实施例中，上动密封用来隔开第二真空室和第三真空室。其他实施例中，当第二真空室和第三真空室的真空度相同时，可以将上动密封取消。

本实施例中，冷却水箱适配卡入定位安装槽中。其他实施例中，冷却水箱可以采用螺纹安装的方式固定在第三真空室的侧壁上。其他实施例中，当取消上动密封之后，可以将冷却水箱固定在第三真空室的上壁上；或者可以在第三真空室内固定支架，将第三真空室安装在支架上，此时则不需要在冷却水箱与侧壁之间固定密封圈。当冷却水箱不与第三真空室下壁接触时，可以将下动密封安装在第三真空室内。

本实施例中，三个真空室沿上下方向依次布置。其他实施例中，三个真空室也可以沿水平方向依次布置。

最后需要说明的是，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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (7)

1.一种真空连铸装置，包括：

第一真空室（1）、第二真空室（4）和第三真空室（11），第一真空室（1）用于放置原材料，第二真空室（4）内设有用于熔炼原料的熔炼结构以及对熔融液进行结晶的结晶器结构；其特征在于：

所述第三真空室（11）内设有用于对经过结晶器结构后的杆坯（14）进行冷却的冷却水箱（12），所述冷却水箱（12）内设有供杆坯（14）穿过的冷却腔室，冷却水箱（12）的箱壁上开设有与所述冷却腔室连通的穿孔，所述穿孔供杆坯（14）穿过，所述穿孔的内壁上设有密封圈（20）；

所述第三真空室（11）的侧壁上密封穿装有与所述冷却腔室连通的进水管（24）和出水管（19）。

2.根据权利要求1所述的真空连铸装置，其特征在于：所述冷却水箱（12）固定安装在所述第三真空室（11）的供杆坯（14）穿出的一侧侧壁上。

3.根据权利要求2所述的真空连铸装置，其特征在于：所述冷却水箱（12）与所述第三真空室（11）的相应侧侧壁之间压装有密封圈（20）。

4.根据权利要求2或3所述的真空连铸装置，其特征在于：所述第一真空室（1）、第二真空室（4）和第三真空室（11）沿上下方向依次排布，所述第三真空室（11）的相应侧侧壁上开设有定位安装槽，所述冷却水箱（12）适配卡入该定位安装槽中。

5.根据权利要求1或2或3所述的真空连铸装置，其特征在于：所述第一真空室（1）、第二真空室（4）和第三真空室（11）沿上下方向依次排布；

真空连铸装置包括上动密封（10）和下动密封（13），上动密封（10）位于所述第三真空室（11）内且固定安装在第三真空室（11）的上壁上，下动密封（13）位于所述第三真空室（11）的外部且固定安装在第三真空室（11）的下壁外侧；

上动密封（10）和下动密封（13）均包括密封缸体，密封缸体内设有供杆坯（14）通过的贯通孔，所述贯通孔的孔壁上安装有密封圈（20）。

6.根据权利要求5所述的真空连铸装置，其特征在于：所述密封缸体与第三真空室（11）相应侧壁之间设有环绕贯通孔布置的密封圈（20）。

7.根据权利要求1或2或3所述的真空连铸装置，其特征在于：所述结晶器结构固定布置在所述第二真空室（4）的内部，且所述第三真空室（11）的与第二真空室（4）相邻的侧壁隔开结晶器结构和冷却水箱（12）。

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