CN220049963U - 一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于连铸技术领域，涉及一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其包括机架、结晶轮、上带轮、张紧轮系、钢带和浇煲；结晶轮的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；结晶腔包括结晶段，钢带通过上带轮和张紧轮系绷紧并绕过结晶轮，钢带封闭结晶轮上的结晶段构成型腔；型腔的一端为浇铸口，另一端为拉坯口；型腔外侧设有水冷模组；上带轮位于浇铸口处型腔的径向外侧；还包括引流管，引流管的两端分别与浇煲和浇嘴相连通，浇嘴与型腔相连通；浇嘴的开口端位于型腔内，与结晶腔的外轮廓相适配；开口端上部具有内凹的弧形开口，弧形开口与上带轮的外轮廓相适配。减少氧化的铅渣量、避免型腔内铅液偏析，提升铅坯质量和生产效率。

Description

一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置

技术领域

本实用新型涉及有色合金铸造设备，尤其是一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置。

背景技术

金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料，其熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点，常被加工成板材和管材，广泛用于制作蓄电池、制酸工业、电缆护套、冶金工业设备的防腐衬里和放射防护材料。随着汽车蓄电池和射线无损探伤设备使用量增加，铅的市场需求也持续扩大。

目前，我国铅坯的成型可以采用模铸或者连铸的生产方式。相比模铸生产，连铸生产的产量大，效率高，污染较小。钢带轮式连铸装置是一种常用的连铸设备，其包括浇煲、浇嘴、结晶轮、上带轮、张紧轮系、无头钢带和冷却模组，钢带通过上带轮和张紧轮系绷紧，并随主动钢带轮的转动而运动，结晶轮自转且外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；结晶轮安装于钢带外侧，其部分外圆柱面与钢带外侧面紧贴，并通过钢带封闭该部分的结晶腔形成沿结晶轮周向延伸的型腔；型腔两端，一端为浇铸口，另一端为拉坯口，上带轮位于浇铸口处的型腔径向的外侧。浇煲中的铅液从浇铸口注入型腔内，冷却模组对钢带、结晶轮冷却，使型腔内的铅液逐步凝固形成铅坯，随结晶轮、钢带的运动，铅坯由拉坯口拉出。

浇嘴为水平设置、两端开口的槽状结构，浇嘴的一端与浇煲下部连通。浇铸时，浇煲和型腔通过浇嘴连通，浇煲中的铅液通过浇嘴被输送到型腔中，浇嘴和型腔之间敞开式连接。即，铅液由浇煲进入型腔的过程中毫无防护的暴露在空气中。由于铅在高温液态下接触空气，容易氧化形成铅渣，铅渣会随着铅液一起进入型腔内，不仅影响铅锭的成型质量，甚至还会堵塞型腔，使铅液溢出，造成安全事故。同时，大量的铅烟从浇嘴和浇铸口排出，污染环境，危害现场人员的身体健康。

该方法生产的铅坯成品内部还存在较多气孔和夹渣，铅坯的铸造质量还有待提升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，减小浇铸口的铅液与空气的接触面积，减少铅液氧化形成的铅渣量。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，包括机架、结晶轮、上带轮、张紧轮系、钢带和浇煲；所述结晶轮的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔，所述结晶腔的轴向两侧设有轮缘，所述结晶腔径向的内侧设有底壁，所述轮缘和所述底壁均位于所述结晶轮上；所述结晶腔包括结晶段，所述钢带通过所述上带轮和所述张紧轮系绷紧，并绕过所述结晶轮，通过所述钢带封闭所述结晶轮上的所述结晶段构成型腔；所述型腔的一端为浇铸口，另一端为拉坯口；所述型腔外侧设有水冷模组；所述上带轮位于所述浇铸口处型腔的径向外侧；

还包括引流管，所述引流管的两端分别与所述浇煲和浇嘴相连通，所述浇嘴与所述型腔相连通；所述浇嘴远离所述引流管的一端为开口端，所述开口端位于所述型腔内，与所述结晶腔的外轮廓相适配；所述开口端的上部具有内凹的弧形开口，所述弧形开口与所述上带轮的外轮廓相适配。

进一步的，所述浇嘴的弧形开口的上表面设有连续的沟槽，所述沟槽内设置有密封条，所述密封条的上部凸出所述弧形开口的上表面、且与所述上带轮的外轮廓相适配。

进一步的，所述密封条为石墨耐高温材质。

进一步的，所述浇嘴的底面还设有密封防漏垫，所述密封防漏垫为硅酸铝纤维材板。

进一步的，所述浇铸口位于所述型腔的上端。

进一步的，还包括过所述结晶轮轴线形成的竖向平面，所述浇铸口位于所述竖向平面上。

进一步的，所述浇煲位于所述浇铸口上方，所述引流管向靠近浇铸口的方向倾斜向下设置。

进一步的，所述引流管与水平面的夹角为10°～20°。

进一步的，所述型腔对应的圆心角大于或者等于180°。

进一步的，所述水冷模组包括内圈冷却体和外圈冷却体，所述内圈冷却体设置在所述底壁的内圆柱面内侧，所述外圈冷却体设置在构成所述型腔的所述钢带的外圆柱面外侧；所述内圈冷却体和所述外圈冷却体均设有中空腔和喷孔，所述中空腔与冷却液供液系统相连通，所述喷孔设置有多个，多个所述喷孔均匀分布且喷射方向均朝向所述型腔；

所述水冷模组分为相邻布置的水冷模组上段和水冷模组下段，所述水冷模组上段的喷孔的密集度大于所述冷却体下段的喷孔的密集度。

进一步的，所述内圈冷却体和所述外圈冷却体的冷却孔上设有喷头，所述喷头开口朝向所述型腔结构；

所述水冷模组上段的喷头的数量密度大于所述冷却体下段的喷头的数量密度。

进一步的，还包括设置在所述水冷模组外侧的水冷模组保护罩。

进一步的，所述浇铸口的上方还设有吸尘装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：提供一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，减小铅液与空气的接触面积，减少型腔中的铅渣量，进而减少铅坯成品中的铅渣量；在浇嘴的弧形开口上设置具有耐高温、耐磨功能的密封条，减小浇嘴的弧形开口与钢带之间的摩擦力，减缓浇嘴和钢带的磨损速度；利用铅液自身的重量和加速度给其下部的铅液施加压力，使铅液中的气体排出，减少铅坯成品中的气孔；使型腔中的铅液快速冷却成型，铅坯成品中的元素分布均匀，减少偏析现象产生，提升铅坯成品质量，提升生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中B部的放大结构示意图；

图3是轮缘、底壁、钢带、上带轮和浇嘴的配合示意图；

图4是带有密封条的浇嘴结构示意图；

附图标记：1-机架；2-结晶轮；21-结晶腔；22-轮缘；23-底壁；31-上带轮；4-钢带；5-浇煲；61-引流管；62-浇嘴；621-密封条；622-密封防漏垫；71-内圈冷却体；72-外圈冷却体；8-水冷模组保护罩；9-吸尘装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如附图1-4所示，一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，包括机架1、结晶轮2、上带轮31、张紧轮系、钢带4和浇煲5；所述结晶轮2的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔21，所述结晶腔21的轴向两侧设有轮缘22，所述结晶腔21径向的内侧设有底壁23，所述轮缘22和所述底壁23均位于所述结晶轮2上；所述结晶腔21包括结晶段，所述钢带4通过所述上带轮31和所述张紧轮系绷紧，并绕过所述结晶轮2，通过所述钢带4封闭所述结晶轮2上的所述结晶段构成型腔；所述型腔的一端为浇铸口，另一端为拉坯口；所述型腔外侧设有水冷模组；所述上带轮31位于所述浇铸口处型腔的径向外侧；还包括引流管61，所述引流管61的两端分别与所述浇煲5和浇嘴62相连通，所述浇嘴62与所述型腔相连通；所述浇嘴62远离所述引流管61的一端为开口端，所述开口端位于所述型腔内，与所述结晶腔21的外轮廓相适配；所述开口端的上部具有内凹的弧形开口，所述弧形开口与所述上带轮31的外轮廓相适配。

上述的“外轮廓相适配”，指的是形状适配、尺寸适配，即，浇嘴62开口端的底面和外侧面分别与底壁23、轮缘22相贴合，浇嘴62的弧形开口的上表面与上带轮31上的钢带4相贴合。即，浇嘴62、钢带4、底壁23和轮缘22相配合，将型腔浇铸口处的铅液较大面积的遮盖，使浇铸口处较为密闭。浇嘴62利用其上的弧形开口和上带轮31上的钢带4相配合来限位，便于安装维护。

装置工作时，上带轮31和张紧轮系随其中的主动带轮的转动而转动，钢带4也随之运动。浇煲5中的铅液通过引流管61引流至浇嘴62，浇嘴62在浇铸口将铅液注入型腔中。结晶轮2持续匀速自转，水冷模组对构成型腔的钢带4、结晶腔21外侧的轮缘22和底壁23进行冷却，使型腔中的铅液冷却成型，成型后的铅坯成品从拉坯口拉出。因浇铸口处较为密闭，进而减少铅液氧化形成的铅渣量和进入型腔内的铅渣量，提高铅坯成品的质量，减小铅渣堵塞型腔的概率。

浇嘴62上的弧形开口上表面与上带轮31上的钢带4相贴合且相对运动，容易造成浇嘴62和钢带4磨损过快、甚至破坏，影响铅坯成品的质量。优选的，所述浇嘴62的弧形开口的上表面设有连续的沟槽，所述沟槽内设置有密封条621，所述密封条621的上部凸出所述弧形开口的上表面、且与所述上带轮31的外轮廓相适配。密封条621与所述沟槽过盈装配，避免生产过程中密封条621脱落，影响生产效率。必要时，密封条621和浇嘴62之间采用螺栓连接或者卡接连接的连接方式。密封条621的上表面与上带轮31上的钢带4相贴合。密封条621需能耐480℃高温以满足生产要求，还需具有一定的耐磨性，以减缓密封条621的磨损速度，减少更换次数。密封条621可以由多种材质加工而成，如陶瓷纤维、石棉纤维或者石墨制品等耐高温耐磨材质。

因石墨的耐高温、耐磨性能更优良，加工性能好，化学性质稳定，又具有良好的润滑功能。故，作为进一步的优选，所述密封条621为石墨耐高温材质。有效减小浇嘴62的弧形开口上表面与上带轮31上的钢带4之间的摩擦力，减缓浇嘴62和钢带4的磨损速度。所述石墨耐高温材质包含石墨材质，且可耐480℃的高温。即，密封条621可由石墨板加工而成，也可以是石墨盘根一类的石墨制品的直接应用。石墨盘根主要由各种增强纤维、金属丝等增强的石墨线为原料精工编织而成，适用于高温高压条件下的动密封，拆卸方便，价格低廉。

优选的，所述浇嘴62的底面还设有密封防漏垫622，所述密封防漏垫622为硅酸铝纤维材板。当浇嘴62插入型腔后，密封防漏垫622与结晶腔21的内底壁相接触，防止铅液从浇嘴62底面与结晶腔之间的间隙回流出来，也阻断外面的空气，防止使铅液氧化。密封防漏垫622可以由石棉等耐高温材质制成，相比石棉，硅酸铝纤维板具有更良好保温隔热性能。采用硅酸铝纤维板制作密封防漏垫622，既能满足铅液浇铸时的高温条件，也能防止浇嘴62和结晶腔21内壁的磨损和划伤。引流管61用于将浇煲5中的铅液引流到浇嘴62中，避免铅液在这一过程中与空气接触氧化形成铅渣。浇煲5和引流管61可以为一体成型的整体结构，也可以焊接连接、螺栓连接。考虑到铅液在浇煲5中容易氧化形成铅渣，进而堵塞引流管61，为不影响生产，需要及时更换引流管61。优选的，所述引流管61与所述浇煲5通过法兰连接。方便引流管61的装拆。浇嘴62用于将铅液从浇铸口注入型腔中。引流管61与浇嘴62可以为一体成型的整体结构，也可以通过焊接、法兰配合密封圈等连接方式连接。

优选的，所述浇铸口位于所述型腔的上端。经浇铸口进入型腔的铅液依靠自身的重力，给其下方未固化的铅液施加压力，有利于铅液中气体的排出，使固化后的铅坯内部结构更加紧密，提高铅坯成品的质量。作为进一步的优选，还包括过所述结晶轮2轴线形成的竖向平面，所述浇铸口位于所述竖向平面上。

浇煲5下部所受的压力与其内部铅液的液位高度有关，液位高度越高，则浇煲5下部所受的压力越大，由浇铸口注入型腔内的铅液对其下部未完全固化成型的铅施加的压力越大，更有助于提高铅坯成品的质量。作为进一步的优选，所述浇煲5位于所述浇铸口上方，所述引流管61向靠近浇铸口的方向倾斜向下设置。浇煲5中的铅液位于浇铸口的上方，铅液由浇煲5注入型腔是一个由高到低的运动过程，铅液依靠自身重力和加速度给其下方的铅液施加更大的压力，使铅坯成品的结构更加紧密。

若引流管61的倾斜角度过大，铅液从浇嘴62流至浇铸口时容易飞溅或者溢出型腔；若引流管61的倾斜角度过小，不利于铅液的流动和铅坯成品的质量提升。优选的，所述引流管61与水平面的夹角为10°～20°。经过生产现场的浇铸数据比对，所述引流管61与水平面的夹角在10°～20°的范围内时，铅液不会溢出型腔。当引流管61与水平面的夹角为15°时，浇铸效果最佳。

因铅的密度较大，当铅坯由拉坯口拉出时，受其自重发生变形的可能性较大。优选的，所述型腔对应的圆心角大于或者等于180°。从而能够在靠近拉坯口的型腔位置对铅坯进行降温，进而增大铅坯的强度，避免铅坯变形。

优选的，所述水冷模组包括内圈冷却体71和外圈冷却体72，所述内圈冷却体71设置在所述底壁23的内圆柱面内侧，所述外圈冷却体72设置在构成所述型腔的所述钢带4的外圆柱面外侧；所述内圈冷却体71和所述外圈冷却体72均设有中空腔和喷孔，所述中空腔与冷却液供液系统相连通，所述喷孔设置有多个，多个所述喷孔均匀分布且喷射方向均朝向所述型腔。

内圈冷却体71和外圈冷却体72可以为互相独立设置的结构，也可以为一体成型的整体结构；内圈冷却体71和外圈冷却体72内部的中空腔可以相互连通，也可以分割成若干个互相独立不连通的中空腔。内圈冷却体71和外圈冷却体72可以为多种形状结构，优选的，内圈冷却体71和外圈冷却体72的为弧形结构，且其所对应的圆心角与型腔所对应的圆心角相同。这样容易使型腔中的铅液快速冷却成型，使已经冷却成型的铅坯进一步冷却，提高铅坯成品的强度。

水冷模组工作时，冷却液供液系统中的冷却液流至内圈冷却体71和外圈冷却体72的中空腔内，同时冷却液供液系统也给冷却液提供一定的压力，冷却液通过喷孔喷出到轮缘22、底壁23和钢带4的表面上。进而实现对型腔内铅液的冷却成型，并对已经成型的铅坯进一步冷却。

铅在型腔中冷却成型的速度过慢，会导致铅坯中各组成元素在结晶时分布不均匀，产生偏析。可通过控制喷孔中冷却液的流量来控制冷却效果，水冷模组上的喷孔数量越多，冷却液的流量越大，冷却效果越好。优选的，所述水冷模组分为相邻布置的水冷模组上段和水冷模组下段，所述水冷模组上段的喷孔的密集度大于所述冷却体下段的喷孔的密集度。水冷模组上段对与其对应的上段型腔快速降温，上段型腔内的铅液快速冷却成型，冷却成型的铅坯随着结晶轮2的转动移动到下段型腔中，水冷模组下段继续将其冷却至指定温度，形成铅坯成品。

还可通过控制喷孔中冷却液的流速来控制冷却效果，水压越大，冷却液流速越快，冷却效果越好。优选的，水冷模组上段和水冷模组下段分别具有相互独立的中空腔，每个中空腔分别控制水压，水冷模组上段的水压大于水冷模组下段的水压。

优选的，所述内圈冷却体71和所述外圈冷却体72的所述冷却孔上设有喷头，所述喷头开口朝向所述型腔结构。便于控制冷却液的喷射方向和喷射距离，保证对型腔的冷却效果。

喷射出的冷却液经过轮缘22、底壁23的内圆柱面和钢带4外侧面的折射后，容易飞溅至设备之外，造成生产现场积水。优选的，还包括设置在所述水冷模组外侧的水冷模组保护罩8。水冷模组保护罩8用于防止冷却液四处飞溅，将冷却液引流至指定位置后排出。

浇铸口处并不是完全密封的，容易产生铅烟，污染环境，影响现场作业人员的身体健康。优选的，所述浇铸口的上方还设有吸尘装置9。所述吸尘装置9包括吸尘罩和铅烟处理器，吸尘罩收集的铅烟经连接管道进入到铅烟处理器中进行处理。绿色环保，保障生产现场工作人员的身体健康。

以上为本实用新型的具体实施方式，从实施过程可以看出，本实用新型提供一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，减小铅液与空气的接触面积，减少型腔中的铅渣量，进而减少铅坯成品中的铅渣量；在浇嘴的弧形开口上设置具有耐高温、耐磨功能的密封条，减小浇嘴的弧形开口与钢带之间的摩擦力，减缓浇嘴和钢带的磨损速度；利用铅液自身的重量和加速度给其下部的铅液施加压力，使铅液中的气体排出，减少铅坯成品中的气孔；使型腔中的铅液快速冷却成型，铅坯成品中的元素分布均匀，减少偏析现象产生，提升铅坯成品质量，提升生产效率。

Claims (13)

1.一种用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，包括机架(1)、结晶轮(2)、上带轮(31)、张紧轮系、钢带(4)和浇煲(5)；所述结晶轮(2)的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔(21)，所述结晶腔(21)的轴向两侧设有轮缘(22)，所述结晶腔(21)径向的内侧设有底壁(23)，所述轮缘(22)和所述底壁(23)均位于所述结晶轮(2)上；所述结晶腔(21)包括结晶段，所述钢带(4)通过所述上带轮(31)和所述张紧轮系绷紧，并绕过所述结晶轮(2)，通过所述钢带(4)封闭所述结晶轮(2)上的所述结晶段构成型腔；所述型腔的一端为浇铸口，另一端为拉坯口；所述型腔外侧设有水冷模组；所述上带轮(31)位于所述浇铸口处型腔的径向外侧；其特征在于：

还包括引流管(61)，所述引流管(61)的两端分别与所述浇煲(5)和浇嘴(62)相连通，所述浇嘴(62)与所述型腔相连通；所述浇嘴(62)远离所述引流管(61)的一端为开口端，所述开口端位于所述型腔内，与所述结晶腔(21)的外轮廓相适配；所述开口端的上部具有内凹的弧形开口，所述弧形开口与所述上带轮(31)的外轮廓相适配。

2.如权利要求1所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述浇嘴(62)的弧形开口的上表面设有连续的沟槽，所述沟槽内设置有密封条(621)，所述密封条(621)的上部凸出所述弧形开口的上表面、且与所述上带轮(31)的外轮廓相适配。

3.如权利要求2所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述密封条(621)为石墨耐高温材质。

4.如权利要求2所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述浇嘴(62)的底面还设有密封防漏垫(622)，所述密封防漏垫(622)为硅酸铝纤维材板。

5.如权利要求1所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述浇铸口位于所述型腔的上端。

6.如权利要求5所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：还包括过所述结晶轮(2)轴线形成的竖向平面，所述浇铸口位于所述竖向平面上。

7.如权利要求1所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述浇煲(5)位于所述浇铸口上方，所述引流管(61)向靠近浇铸口的方向倾斜向下设置。

8.如权利要求7所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述引流管(61)与水平面的夹角为10°～20°。

9.如权利要求1所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述型腔对应的圆心角大于或者等于180°。

10.如权利要求1至9中任一项权利要求所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述水冷模组包括内圈冷却体(71)和外圈冷却体(72)，所述内圈冷却体(71)设置在所述底壁(23)的内圆柱面内侧，所述外圈冷却体(72)设置在构成所述型腔的所述钢带(4)的外圆柱面外侧；所述内圈冷却体(71)和所述外圈冷却体(72)均设有中空腔和喷孔，所述中空腔与冷却液供液系统相连通，所述喷孔设置有多个，多个所述喷孔均匀分布且喷射方向均朝向所述型腔；

所述水冷模组分为相邻布置的水冷模组上段和水冷模组下段，所述水冷模组上段的喷孔的密集度大于所述水冷模组下段的喷孔的密集度。

11.如权利要求10所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述内圈冷却体(71)和所述外圈冷却体(72)的喷孔上设有喷头，所述喷头开口朝向所述型腔结构；

所述水冷模组上段的喷头的数量密度大于所述水冷模组下段的喷头的数量密度。

12.如权利要求10所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：还包括设置在所述水冷模组外侧的水冷模组保护罩(8)。

13.如权利要求1所述的用于连铸铅锭的钢带轮式连铸装置，其特征在于：所述浇铸口的上方还设有吸尘装置(9)。