CN219254101U - 铸造设备及悬浮熔炼设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出一种铸造设备及悬浮熔炼设备，包括：坩埚；壳体，限定出真空室，所述真空室内设置有用于放置铸造模具的铸造位置；所述坩埚设置于所述真空室内，并对应所述铸造位置设置；所述壳体上还设有用于放置所述铸造模具的冷却位置；模具移出装置，所述模具移出装置与所述壳体活动连接，配置为将放置于所述真空室内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述冷却位置。

Description

铸造设备及悬浮熔炼设备

技术领域

本申请涉及悬浮熔炼技术领域，具体涉及一种铸造设备及悬浮熔炼设备。

背景技术

电磁悬浮熔炼技术是20世纪末开发的新技术，它特别适合于熔炼活泼金属和合金，稀有金属和合金，稀土金属和合金，钛和钛合金，难熔金属和合金等材料，这些高端金属材料的熔炼和铸造过程都在真空室中进行。由于铸造形成的铸件温度很高，必须等它冷却到接近室温时才能打开真空室取出铸件，然后才能向坩埚加入新物料，重新抽真空和进行下一炉次的熔炼和铸造。熔炼和铸造过程一般只需要几分钟到十几分钟，而冷却过程一般则需要数小时。所以，等待铸件冷却的过程大幅度地降低了悬浮熔炼设备的生产效率。

近年以来，随着悬浮熔炼设备规格逐渐增大，悬浮熔炼技术开始越来越多地进入材料生产企业，规模化的生产对提高设备的生产效率提出了迫切的要求。

实用新型内容

本申请提供一种铸造设备及悬浮熔炼设备，旨在在不打开真空室的条件下开始下一炉次的加料，熔炼，铸造程序，节省了等待铸件冷却的时间。

为此，本申请实施例提出一种铸造设备，包括：

坩埚；

壳体，限定出真空室，所述真空室内设置有用于放置铸造模具的铸造位置；所述坩埚设置于所述真空室内，并对应所述铸造位置设置；所述壳体上还设有用于放置所述铸造模具的冷却位置；

模具移出装置，所述模具移出装置与所述壳体活动连接，配置为将放置于所述真空室内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述冷却位置。

可选地，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；所述第一壳体限定出所述真空室；所述第二壳体限定出铸件室，所述冷却位置设置于所述铸件室内；所述真空室与所述铸件室配置为可连通，所述模具移出装置为将放置于所述真空室内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述铸件室内的冷却位置。

可选地，所述第一壳体和所述第二壳体之间设有用于导通所述真空室与所述铸件室的真空阀门。

可选地，所述第二壳体具有与所述铸件室连通的开口，所述第二壳体内设有位于所述开口处的模具滑板锥。

可选地，所述壳体上设置有第一轨道和第二轨道；所述第一轨道具有第一起始端和第一末端；所述铸造位置位于所述第一起始端和第一末端之间；所述第二轨道具有第二起始端和所述冷却位置；所述第一轨道的末端与所述第二轨道的起始端连接；所述铸造设备还包括模具移入装置，所述模具移入装置与所述壳体活动连接，所述模具移入装置配置为将所述铸造模具沿所述第一轨道从所述第一起始端推移至所述铸造位置，并从所述铸造位置推移至所述第一末端；所述模具移出装置配置为将所述铸造模具从所述第一轨道的末端推移至所述第二轨道的起始端，并推动所述铸造模具沿所述第二轨道运动至所述冷却位置。

可选地，所述第一轨道和所述第二轨道彼此垂直设置。

可选地，所述第一轨道和所述第二轨道均为弯曲轨道。

可选地，所述模具移出装置包括模具推杆和与所述模具推杆连接的推杆头；所述模具推杆的一端是通过真空密封结构伸到所述真空室外以用于作为操作段，另一端位于在真空室内与推杆头连接用于推动模具。

可选地，所述真空室内设有用于将所述铸造模具定位于所述铸造位置的定位挡板。

本申请还提出一种悬浮熔炼设备，包括如前所述的铸造设备。

本申请实施例提出一种在真空室中配备模具推移装置的悬浮熔炼设备，模具移出装置作用是在坩埚将金属液注入模具后，将盛有高温铸件的模具从铸造位置移开。利用这种装置，在设备配备了加料器的结构下，可以在不打开真空室的条件下开始下一炉次的加料，熔炼，铸造程序，节省了等待铸件冷却的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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为本申请的模具推移装置和悬浮熔炼设备的示意图；

图2为本申请的模具推移装置和悬浮熔炼设备的另一示意图；

图3为轨道带有弯曲区段的模具推移装置的俯视图；

图4为模具推移装置配备铸件室和模具室的悬浮熔炼设备的俯视图

图5为只设置模具移出装置和铸件室的悬浮熔炼设备

在以上各图中的标号所表示的结构如下：

01，熔炼真空室，02，水冷铜坩埚，03，感应圈，04，空模具，05，模具移出装置，06，模具移入装置，07，加料器，08，推杆，09，推杆头，10，第二轨道，11，推杆密封，12，定位挡板，13，盛有铸件的模具，14，铸件室，15，模具室，16，真空阀门，17，模具滑板锥；18，第一轨道。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本实用新型，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本实用新型。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本实用新型的描述变得晦涩。因此，本实用新型并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

传统的悬浮熔炼设备由真空室，熔炼-铸造装置，真空机组，惰性气体装置，感应电源，冷却系统和控制系统组成。熔炼-铸造装置由分瓣的水冷铜坩埚，感应圈，模具和坩埚倾翻装置等部件组成。模具位于坩埚前面较低的位置，在这个位置坩埚通过倾翻过程将坩埚内的金属液准确的注入模具，这个位置被称为铸造位置。真空机组包括抽真空的泵组，阀门和管道，还包括向真空室充入惰性气体的装置。整个熔炼过程包括装炉，抽真空，充惰性气体(根据工艺要求可不充惰性气体，在真空条件下熔炼)，启动感应电源加热和熔化坩埚中的物料，熔炼后倾翻坩埚将金属液注入模具，等待铸件冷却后开炉取铸件等步骤。

图1所示，本申请实施例提出一种铸造设备，包括：

坩埚02；

壳体，限定出真空室01，所述真空室01内设置有用于放置铸造模具的铸造位置；所述坩埚02设置于所述真空室01内，并对应所述铸造位置设置；所述壳体上还设有用于放置所述铸造模具的冷却位置；

模具移出装置05，所述模具移出装置05与所述壳体活动连接，配置为将放置于所述真空室01内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述冷却位置。

本申请技术方案中，配备了模具移出装置05之后，铸造设备在完成铸造工序后不需要等待铸件冷却即可以开始下一炉的熔炼工作：将在铸造位置装入了金属液的模具推移至冷却位置即可，无需重新抽真空和充入惰性气体。所以，利用这样的装置能大幅度节省了多炉次的熔炼-铸造过程所需要的时间，大幅度地提高了生产效率。在配备模具推移装置的条件下，仅在第一炉需要抽真空和充气体；而后续的几炉不需要抽真空和充气体，或者只需要少量补充抽真空和充气体工作，所以，配备模具推移装置也节省了电费和惰性气体消耗量，降低了制造成本。

实施例1

图2至图4所示，本实施例的铸造设备包括模具移出装置05和模具移入装置06。前者的作用是在坩埚02将金属液注入模具后，将盛有高温铸件的模具从铸造位置移开，后者的作用是将空模具推到铸造位置，为下一炉次的熔炼-铸造程序做准备。利用这种装置，在设备配备了加料器07的结构下，可以在不打开真空室01的条件下开始下一炉次的加料，熔炼，铸造程序，节省了等待铸件冷却的时间。真空室01可以设置与其连通的铸件室14，容纳从铸造位置移出的模具；真空室01还可以配备与其连通的模具室15，放置准备移入铸造位置的空模具。

具体实施过程中，采用50kg级的悬浮熔炼炉，真空室01的直径为2m，在真空室01的顶部装有加料器07，它盛有供熔炼5炉次的物料。在真空室01中装设了2套模具推移装置，其中的一套是模具移出装置05，另一套是模具移入装置06。模具移出装置05和模具移入装置06都包括模具推杆08和推杆头09。在实施例中，所述模具移出装置05包括模具推杆08和与所述模具推杆08连接的推杆头09；所述模具推杆08的一端是通过真空密封结构伸到所述真空室01外以用于作为操作段，另一端位于在真空室01内与推杆头09连接用于推动模具。模具移入装置06与模具移入装置06具有相同或者类似的结构。

比如，模具移出装置05的推杆08从真空室01的右侧，通过真空密封，从右向左地从室外伸入室内，指向铸造位置。该装置的轨道(第二轨道10)，从紧靠铸造位置的右侧开始向左延伸，经过一个弧形段向真空室01的后面延伸；移入装置的推杆08从真空室01的后面，通过真空密封，从后向前地从室外伸入室内，指向铸造位置。该装置的轨道(第一轨道18)，以推杆08进入真空室01的位置为起点向前延伸，直至到达铸造位置。在实施例中，所述壳体上设置有第一轨道18和第二轨道10；所述第一轨道18具有第一起始端和第一末端；所述铸造位置位于所述第一起始端和第一末端之间；所述第二轨道10具有第二起始端和所述冷却位置；所述第一轨道18的末端与所述第二轨道10的起始端连接。

所述模具移入装置06与所述壳体活动连接，所述模具移入装置06配置为将所述铸造模具沿所述第一轨道18从所述第一起始端推移至所述铸造位置，并从所述铸造位置推移至所述第一末端；

所述模具移出装置05配置为将所述铸造模具从所述第一轨道18的末端推移至所述第二轨道10的起始端，并推动所述铸造模具沿所述第二轨道10运动至所述冷却位置。

在这个轨道上排列有5只空模具，其中1只已经被推到铸造位置，在轨道的终点，铸造位置的前面装有1块定位挡板12。

向坩埚02装入1炉物料之后，关闭真空室01，抽真空和充入氩气。然后，启动感应电源加热和熔化坩埚02中的物料，完成熔炼过程后倾翻坩埚02，将金属液注入处于铸造位置的模具。接着，推动模具移出装置05的推杆08，将盛有金属液的模具推到移出装置的轨道上，再推到更远的位置。利用模具移入装置06的推杆08，推动该装置的轨道上的空模具，将最前面的模具推到铸造位置。此后，启动感应电源，开始第二炉次的熔炼铸造工作。按照这个方式，在不打开真空室01的条件下，可以连续地完成6个炉次的熔炼-铸造过程。

两套模具推移装置的轨道可以采用多种不同的安装方位，它是依据旧模具移出，新模具移入二者的运行相互不干扰的原则确定的。例如，模具移出装置05的轨道为左右走向，模具移出装置05的轨道为前后走向。驱动推杆08移动的过程可以依靠人工操作，也可以利用电机，气动或液压进行驱动，还可以对模具的移出，移入过程实现程序控制。

在配备有模具推移装置的悬浮熔炼设备中的熔炼-铸造过程如下：

在打开真空室01和加料器07的状态下，向坩埚02加入物料，向加料器07加入供数炉次熔炼的物料，在铸造位置放置1只空模具，在模具移入装置06的轨道上放置数只空模具，然后关闭真空室01，关闭加料器07，对真空室01和加料器07抽真空和充入惰性气体(根据工艺要求可不充惰性气体，在真空条件下熔炼)，启动感应电源加热和熔化坩埚02中的物料。熔炼过程完成后，倾翻坩埚02，将液态金属注入位于铸造位置的模具中。此后，推动模具移出装置05的推杆08，将盛有高温铸件的模具顺着第二轨道10推离铸造位置，在真空室01内完成冷却过程；再推动模具移入装置06的推杆08，推移排列在该装置的第一轨道18上的空模具，使最前面的模具在移到铸造位置后被模具定位挡板12挡住，定位。这时，启动加料器07向坩埚02加入一炉新物料，开始新炉次的熔炼-铸造程序。按照这样的方式，就可以在不开启真空室01的条件下可以依次完成第三炉，第四炉和更多炉次的熔炼-铸造工作。

如果要求在真空条件下进行熔炼，则真空机组在全部熔炼-铸造过程均需工作，如果要求在充入惰性气体的条件下工作，则在第一次充入气体后可以不再抽真空和充入气体，也可以在过程中略微抽真空和补入少量气体。

为了在真空室01内容纳数量较多的装有铸件的模具，模具移出装置05的轨道需要有较大的长度，以便将这些模具推移到离铸造位置较远的位置；为了在真空室01内容纳数量较多的装有空模具，模具移入装置06的轨道也需要有较大的长度，以便在轨道上能排列较多的空模具。为了增大轨道的长度，可以设置带有弯曲形状的轨道。

为了容纳数量较多的模具，要求真空室01具有较大的尺寸，相应地要求是需要配备较大规格的真空机组。为了解决这样的可能，可以在真空室01的相应位置设置容纳盛有铸件的模具的铸件室14，以及放置空模具的模具室15。铸件室14和模具室15应该与真空室01连通，但是尺寸可以不大。

在另外一些实施例中，在真空室01左侧装有与真空室01连通的铸件室14，直径0.5m。模具移出装置05的轨道从铸造位置的左侧开始一直向左，一直延伸到铸件室14内；在真空室01后侧装有与真空室01连通的模具室15，直径0.5m。模具移入装置06的推杆08装从模具室15的后面伸入模具室15。该装置的轨道从模具室15内开始铺设，它延伸进入真空室01直至铸造位置。在实施例中，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；所述第一壳体限定出所述真空室01；所述第二壳体限定出铸件室14，所述冷却位置设置于所述铸件室14内；所述真空室01与所述铸件室14配置为可连通，所述模具移出装置05为将放置于所述真空室01内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述铸件室14内的冷却位置。在实施例中，所述第一壳体和所述第二壳体之间设有用于导通所述真空室01与所述铸件室14的真空阀门16。在实施例中，所述第二壳体具有与所述铸件室14连通的开口，所述第二壳体内设有位于所述开口处的模具滑板锥17。

利用这样的设计，在不太大的设备之内就可以容纳更多的模具，在不开启真空室01的条件下就可以完成更多炉次的熔炼-铸造工作。

实施例2

图5所示，与实施例1不同的是，本实施例仅仅设有模具移出装置05。该实施例需要在真空室01设置铸件室14，铸件室14与真空室01用真空阀门16结合。在这种模式下，被移出的盛有高温铸件的模具被推进铸件室14，在关闭阀门的条件下冷却。这样的设计使也允许不等待铸件冷却就打开真空室01，准备下一炉次的熔炼-铸造工作。

在实施例中，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；所述第一壳体限定出所述真空室01；所述第二壳体限定出铸件室14，所述冷却位置设置于所述铸件室14内；所述真空室01与所述铸件室14配置为可连通，所述模具移出装置05为将放置于所述真空室01内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述铸件室14内的冷却位置。在实施例中，所述第一壳体和所述第二壳体之间设有用于导通所述真空室01与所述铸件室14的真空阀门16。在实施例中，所述第二壳体具有与所述铸件室14连通的开口，所述第二壳体内设有位于所述开口处的模具滑板锥17。

本实施例中一种单推移方式的铸造设备。在单推移方式中，模具移出装置05的设计结构与实施例1中的结构相似，但是不设置模具移入装置06，也不设置加料器07。在这种设计方式中，需要在真空室01的侧面或底面，在模具移出装置05的轨道的末端处设置铸件室14，铸件室14与真空室01通过真空阀门16结合。如果铸件室14装在真空室01的下面，则在两个室的接口处需要安装滑阀门板，装有铸件的模具可以沿着滑板缓慢的落入铸件室14。在配备单推移方式的模具推移装置的悬浮熔炼设备中，其熔炼-铸造过程是：在打开真空室01和铸件室14阀门的状态下，向坩埚02加入物料，在铸造位置放置1只空模具，然后关闭真空室01，对真空室01和铸件室14抽真空和充入惰性气体(根据工艺要求可不充惰性气体，在真空条件下熔炼)，启动感应电源加热和熔化坩埚02中的物料。熔炼过程完成后，倾翻坩埚02，将液态金属注入模具。在等待很短的时间使模具中金属液的表层凝固之后，推动模具移出装置05的推杆08，将盛有高温铸件的模具顺着轨道推离铸造位置，推到铸件室14中并关闭铸件室14阀门。这时，打开真空室01，向坩埚02加入新物料，在铸造位置安放新模具，然后关闭真空室01，对真空室01抽真空，并且打开铸件室14阀门，开始新的熔炼-铸造过程。

在单推移方式的悬浮熔炼设备中，与在双推移方式的设备中相似，后续炉次的熔炼-铸造过程不需要等待前面炉次的铸件的冷却，提高了生产效率。

实施例3

本申请实施例还提出一种悬浮熔炼设备，包括如前所述中提出的铸造设备。本实施例提出的模具推移装置(包括模具移出装置05，或者包括模具移出装置05和模具移入装置06)对于悬浮熔炼设备具有以下有利优势：1)配备了模具推移装置之后，悬浮熔炼设备在完成铸造工序后不需要等待铸件冷却即可以开始下一炉的熔炼工作。而且，后续的熔炼炉次不需要重新抽真空和充入惰性气体。所以，利用这样的装置能大幅度节省了多炉次的熔炼-铸造过程所需要的时间，大幅度地提高了生产效率。在配备模具推移装置的条件下，仅在第一炉需要抽真空和充气体，后续的几炉不需要抽真空和充气体，或者只需要少量补充抽真空和充气体工作，所以，配备模具推移装置也节省了电费和惰性气体消耗量，降低了制造成本。

以上对本申请实施例所提供的一种铸造设备及悬浮熔炼设备进行了详细介绍，本文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)

1.一种铸造设备，其特征在于，包括：

坩埚；

壳体，限定出真空室，所述真空室内设置有用于放置铸造模具的铸造位置；所述坩埚设置于所述真空室内，并对应所述铸造位置设置；所述壳体上还设有用于放置所述铸造模具的冷却位置；

模具移出装置，所述模具移出装置与所述壳体活动连接，配置为将放置于所述真空室内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述冷却位置。

2.如权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；

所述第一壳体限定出所述真空室；

所述第二壳体限定出铸件室，所述冷却位置设置于所述铸件室内；

所述真空室与所述铸件室配置为可连通，所述模具移出装置为将放置于所述真空室内的铸造位置的铸造模具从所述铸造位置推移至所述铸件室内的冷却位置。

3.如权利要求2所述的铸造设备，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体之间设有用于导通所述真空室与所述铸件室的真空阀门。

4.如权利要求3所述的铸造设备，其特征在于，所述第二壳体具有与所述铸件室连通的开口，所述第二壳体内设有位于所述开口处的模具滑板锥。

5.如权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述壳体上设置有第一轨道和第二轨道；所述第一轨道具有第一起始端和第一末端；所述铸造位置位于所述第一起始端和第一末端之间；所述第二轨道具有第二起始端和所述冷却位置；所述第一轨道的末端与所述第二轨道的起始端连接；

所述铸造设备还包括模具移入装置，所述模具移入装置与所述壳体活动连接，所述模具移入装置配置为将所述铸造模具沿所述第一轨道从所述第一起始端推移至所述铸造位置，并从所述铸造位置推移至所述第一末端；

所述模具移出装置配置为将所述铸造模具从所述第一轨道的末端推移至所述第二轨道的起始端，并推动所述铸造模具沿所述第二轨道10运动至所述冷却位置。

6.如权利要求5所述的铸造设备，其特征在于，所述第一轨道和所述第二轨道彼此垂直设置。

7.如权利要求5所述的铸造设备，其特征在于，所述第一轨道和所述第二轨道均为弯曲轨道。

8.如权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述模具移出装置包括模具推杆和与所述模具推杆连接的推杆头；

所述模具推杆的一端是通过真空密封结构伸到所述真空室外以用于作为操作段，另一端位于在真空室内与推杆头连接用于推动模具。

9.如权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述真空室内设有用于将所述铸造模具定位于所述铸造位置的定位挡板。

10.一种悬浮熔炼设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的铸造设备。

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