一種立式多流真空高溫合金連鑄裝置及使用方法

2023-09-21 17:59:15

一種立式多流真空高溫合金連鑄裝置及使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於金屬鑄造成型技術領域，特別涉及一種立式多流真空高溫合金連鑄裝置及使用方法。
【背景技術】
[0002]高溫合金是生產航空航天部件、汽車零配件、造船和化工部件的重要材料，我國每年約需近萬噸高溫合金，產值數億元。雖然高溫合金的製備技術已經發展了幾十年，技術已經較成熟，但仍然面臨著諸多亟待解決的問題。
[0003]目前高溫合金母材的生產工藝是在真空狀態下熔煉合格的合金熔體倒入相同規格的預先烘烤好的錠模中，待降溫以後破真空運輸到廠房內，然後經脫模、切冒口、探傷、扒皮，定尺後成為合格廣品。
[0004]傳統的高溫合金母材生產工藝受到一爐只能澆鑄一種規格的錠模的限制，同時傳統工藝生產的鋼錠外部容易出現冷濺。夾渣等缺陷，內部容易出現疏鬆、縮孔等缺陷，嚴重影響高溫合金母材的質量和成材率。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種立式多流真空高溫合金連鑄裝置及使用方法，解決了現有高溫合金鑄造過程中易出現合金表面冷濺、夾渣等缺陷的問題。通過連續鑄造的方式，在合金棒體凝固過程中實現了連續補縮，避免了合金棒體出現二次縮孔，提高高溫合金棒體內部質量，提高合金棒體成材率。突破了現有高溫合金鑄造的不足，使連續澆鑄多規格高溫合金母材成為可能。
[0006]—種立式多流真空高溫合金連鑄裝置，包括熔煉爐1、導流槽2、中間包3、塞棒4、中間包擋牆5、結晶器6、錠模7、水口 8、滑動密封裝置9、拉坯機10、火焰切割裝置11、鑄坯輸送裝置12、合金棒體13、鑄坯存放裝置14。熔煉爐I和導流槽2在真空感應爐內的上部，導流槽2處於中間包3和中間包擋牆5的上方，塞棒4在結晶器6上的中間包3內，錠模7在結晶器6的一側並處在與中間包3形成的夾角下方，水口 8位於結晶器6的上部並通過中間包3與塞棒4相連接，滑動密封裝置9上方與真空感應爐內底部的結晶器6連接下方與拉坯機10連接，拉坯機10和火焰切割裝置11在鑄坯輸送裝置12和合金棒體13的上方，鑄坯存放裝置14位於鑄坯輸送裝置12的一側。
[0007]—種立式多流真空高溫合金連鑄裝置的使用方法，其具體步驟與參數如下:
[0008]1、高溫合金熔體通過導流槽2注入到中間包3內，在中間包擋牆5的阻隔下，中間包3內熔體液面上升緩慢，液面波動小。
[0009]2、中間包3內液面到達中間包高度一半後，打開塞棒4開關，熔體經水口8澆鑄到結晶器6中，通過調節塞棒4高度來調節熔體流入水口 8的熔體量，塞棒4的高度調節範圍為O?30mm;連鑄過程中當合金棒體13發生拉裂，有熔體流出時，降低塞棒4的高度為Omm，關閉水口8，打開流入錠模7的塞棒4的開關，中間包3內熔體流入錠模7中，從而避免中間包3內合金液因溫降而凝固在中間包3內。
[0010]3、連鑄裝置可以澆鑄相同規格的棒材，也可以澆鑄不同規格的棒材，通過控制結晶器6下出口寬度，達到生產不同規格合金棒的目的，結晶器6出口寬度範圍為Φ 20?100mm，對應生產的棒材直徑為Φ 20?100mm。
[0011]4、真空爐體上設置有滑動密封裝置9並與真空爐內的結晶器6出口相連，成型的合金棒體13從該滑動密封裝置9中通過，且不會影響真空爐內的真空度。
[0012]5、真空爐外部設置有拉坯機10，通過該拉坯機10將成型的合金棒體13從滑動密封裝置9中拉出。
[0013]6、由拉坯機10拉出的合金棒體13，經火焰切割機11切割成相同或不同長度尺寸的合金棒體13，合金棒體13經鑄壞輸送裝置12傳送到鑄壞存放裝置14內。
[0014]本裝置還設有必要的密封裝置、測溫裝置、固定裝置、其他支撐機構和閥門部件，以保證連鑄鑄造生產的正常運行。
[0015]本發明的設計原理是基於高溫合金高純度的要求，設計一種能在完全真空狀態下的高溫合金冶煉和鑄造裝置，來完成多規格高溫合金母材鑄造作業，解決高溫合金鑄造過程中出現的內部和外部質量缺陷，滿足高溫合金母材高純淨度、高成材率的要求。在保持真空爐中熔煉爐、中間包、結晶器的真空度不變，即不洩露進入大氣的狀態下進行高溫合金冶煉和鑄造成型作業。
[0016]本發明的優點在於:
[0017]1、與現有技術的鑄造裝置相比，由於採取了多規格連續鑄造生產，能同時生產不同規格的高溫合金母材，提高生產效率和產品質量，降低了生產成本。
[0018]2、高溫合金的冶煉、澆鑄、成型均在真空爐內完成，保證了高溫合金熔體不被汙染。
[0019]3、由於採用了中間包、水口裝置，能有效改善鑄錠表面冷濺、夾渣等缺陷，採用振動裝置，有利於破碎和細化中心等軸晶，有效改善鑄錠中疏鬆和縮孔缺陷，提高了高溫合金母材的質量和成材率。
【附圖說明】
[0020]圖1為立式多流真空高溫合金連鑄裝置示意圖。其中，熔煉爐1、導流槽2、中間包3、塞棒4、中間包擋牆5、結晶器6、錠模7、水口 8、滑動密封裝置9、拉坯機1、火焰切割裝置11、鑄坯輸送裝置12、合金棒體13、鑄坯存放裝置14。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]下面結合【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0023]—種立式多流真空高溫合金連鑄裝置，包括熔煉爐1、導流槽2、中間包3、塞棒4、中間包擋牆5、結晶器6、錠模7、水口 8、滑動密封裝置9、拉坯機10、火焰切割裝置11、鑄坯輸送裝置12、合金棒體13、鑄坯存放裝置14。熔煉爐I和導流槽2在真空感應爐內的上部，導流槽2處於中間包3和中間包擋牆5的上方，塞棒4在結晶器6上的中間包3內，錠模7在結晶器6的一側並處在與中間包3形成的夾角下方，水口 8位於結晶器6的上部並通過中間包3與塞棒4相連接，滑動密封裝置9上方與真空感應爐內底部的結晶器6連接下方與拉坯機10連接，拉坯機10和火焰切割裝置11在鑄坯輸送裝置12和合金棒體13的上方，鑄坯存放裝置14位於鑄坯輸送裝置12的一側。
[0024]其使用方法的具體步驟及參數如下:
[0025]1、高溫合金熔體通過導流槽2注入到中間包3內，在中間包擋牆5的阻隔下，中間包3內熔體液面上升緩慢，液面波動小。
[0026]2、中間包3內液面到達中間包高度一半後，打開塞棒4開關，熔體經水口8澆鑄到結晶器6中，塞棒高度緩慢提升7_，高溫金屬熔體流入水口 8中。
[0027]3、連鑄過程中當合金棒體13發生拉裂，有熔體流出時，降低塞棒4的高度為Omm，關閉水口8，打開流入錠模7的塞棒4的開關，中間包3內熔體流入錠模7中，從而避免中間包3內合金液因溫降而凝固在中間包3內。
[0028]4、結晶器6下出口寬度為統一為Φ 50mm，生產出的棒材直徑為Φ 50mm。
[0029]5、真空爐體上設置有滑動密封裝置9並與真空爐內的結晶器6出口相連，成型的合金棒體13從該滑動密封裝置9中通過，且不會影響真空爐內的真空度。
[0030]6、真空爐外部設置有拉坯機10，通過該拉坯機10將成型的合金棒體13從滑動密封裝置9中拉出。
[0031]7、由拉坯機10拉出的合金棒體13，經火焰切割機11切割成相同或不同長度尺寸的合金棒體13，合金棒體13經鑄壞輸送裝置12傳送到鑄壞存放裝置14內。
[0032]8、本裝置還設有必要的密封裝置、測溫裝置、固定裝置、其他支撐機構和閥門部件，以保證連鑄鑄造生產的正常運行。
[0033]實施例2
[0034]下面結合【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0035]—種立式多流真空高溫合金連鑄裝置，包括熔煉爐1、導流槽2、中間包3、塞棒4、中間包擋牆5、結晶器6、錠模7、水口 8、滑動密封裝置9、拉坯機10、火焰切割裝置11、鑄坯輸送裝置12、合金棒體13、鑄坯存放裝置14。熔煉爐I和導流槽2在真空感應爐內的上部，導流槽2處於中間包3和中間包擋牆5的上方，塞棒4在結晶器6上的中間包3內，錠模7在結晶器6的一側並處在與中間包3形成的夾角下方，水口 8位於結晶器6的上部並通過中間包3與塞棒4相連接，滑動密封裝置9上方與真空感應爐內底部的結晶器6連接下方與拉坯機10連接，拉坯機10和火焰切割裝置11在鑄坯輸送裝置12和合金棒體13的上方，鑄坯存放裝置14位於鑄坯輸送裝置12的一側。
[0036]其使用方法的具體步驟及參數如下:
[0037]1、高溫合金熔體通過導流槽2注入到中間包3內，在中間包擋牆5的阻隔下，中間包3內熔體液面上升緩慢，液面波動小。
[0038]2、中間包3內液面到達中間包高度一半後，打開塞棒4開關，熔體經水口8澆鑄到結晶器6中，塞棒高度緩慢提升7_，高溫金屬熔體流入水口 8中。
[0039 ] 3、連鑄過程中當合金棒體13發生拉裂，有熔體流出時，降低塞棒4的高度為Omm，關閉水口8，打開流入錠模7的塞棒4的開關，中間包3內熔體流入錠模7中，從而避免中間包3內合金液因溫降而凝固在中間包3內。
[°04°] 4、結晶器6下出口寬度分別設定為Φ 50mm、C>80mm、Φ 100mm，生產出的棒材直徑分別為 Φ 50mm、Φ 80mm、Φ 100mm。
[0041]5、真空爐體上設置有滑動密封裝置9並與真空爐內的結晶器6出口相連，成型的合金棒體13從該滑動密封裝置9中通過，且不會影響真空爐內的真空度。
[0042]6、真空爐外部設置有拉坯機10，通過該拉坯機10將成型的合金棒體13從滑動密封裝置9中拉出。
[0043]7、由拉坯機10拉出的合金棒體13，經火焰切割機11切割成相同或不同長度尺寸的合金棒體13，合金棒體13經鑄壞輸送裝置12傳送到鑄壞存放裝置14內。
[0044]8、本裝置還設有必要的密封裝置、測溫裝置、固定裝置、其他支撐機構和閥門部件，以保證連鑄鑄造生產的正常運行。
【主權項】
1.一種立式多流真空高溫合金連鑄裝置，其特徵在於，包括熔煉爐(I)、導流槽(2)、中間包(3)、塞棒(4)、中間包擋牆(5)、結晶器(6)、錠模(7)、水口(8)、滑動密封裝置(9)、拉坯機(10)、火焰切割裝置(11)、鑄坯輸送裝置(12)、合金棒體(13)、鑄坯存放裝置(14);恪煉爐(I)和導流槽(2)在真空感應爐內的上部，導流槽(2)處於中間包(3)和中間包擋牆(5)的上方，塞棒(4)在結晶器(6)上的中間包(3)內，錠模(7)在結晶器(6)的一側並處在與中間包(3)形成的夾角下方，水口(8)位於結晶器(6)的上部並通過中間包(3)與塞棒(4)相連接，滑動密封裝置(9)上方與真空感應爐內底部的結晶器(6)連接下方與拉坯機(10)連接，拉坯機(10)和火焰切割裝置(11)在鑄坯輸送裝置(12)和合金棒體(13)的上方，鑄坯存放裝置(14)位於鑄坯輸送裝置(12)的一側。2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，裝置還設置有必要的密封裝置、測溫裝置、固定裝置、其它支撐機構和閥門部件，以保證連鑄鑄造生產的正常運行。3.一種權利要求1所述裝置的使用方法，其特徵在於，具體步驟及參數如下: 1)高溫合金熔體通過導流槽(2)注入到中間包(3)內，在中間包擋牆(5)的阻隔下，中間包(3)內熔體液面上升緩慢，液面波動小； 2)中間包(3)內液面到達中間包高度一半後，打開塞棒(4)開關，熔體經水口(8)澆鑄到結晶器(6)中，通過調節塞棒(4)高度來調節熔體流入水口(8)的熔體量;連鑄過程中當合金棒體(13)發生拉裂，有熔體流出時，降低塞棒(4)的高度為Omm，關閉水口(8)，打開流入錠模(7)的塞棒⑷的開關，中間包⑶內熔體流入錠模(7)中，從而避免中間包(3)內合金液因溫降而凝固在中間包(3)內； 3)連鑄裝置可以澆鑄相同規格的棒材，也可以澆鑄不同規格的棒材，通過控制結晶器(6)下出口寬度，達到生產不同規格合金棒的目的； 4)真空爐體上設置有滑動密封裝置(9)並與真空爐內的結晶器(6)出口相連，成型的合金棒體(13)從該滑動密封裝置(9)中通過，且不會影響真空爐內的真空度； 5)真空爐外部設置有拉坯機(10)，通過該拉坯機(10)將成型的合金棒體(13)從滑動密封裝置(9)中拉出； 6)由拉坯機(10)拉出的合金棒體(13)，經火焰切割機(11)切割成相同或不同長度尺寸的合金棒體(13)，合金棒體(13)經鑄壞輸送裝置(12)傳送到鑄壞存放裝置(14)內。4.根據權利要求3所述的使用方法，其特徵在於，其中塞棒(4)的高度調節範圍為O?30mm ο5.根據權利要求3所述的使用方法，其特徵在於，其中結晶器(6)出口寬度範圍為Φ20?100mm，對應生產的棒材直徑為Φ 20?I OOmm D
【專利摘要】一種立式多流真空高溫合金連鑄裝置及使用方法，屬於金屬鑄造成型技術領域。包括熔煉爐、導流槽、中間包、塞棒、結晶器、錠模、水口、滑動密封裝置、拉坯機、火焰切割裝置、合金棒體等；熔煉爐和導流槽在真空感應爐內的上部，塞棒在結晶器上的中間包內，滑動密封裝置上方與真空感應爐內底部的結晶器連接下方與拉坯機連接，拉坯機和火焰切割裝置在鑄坯輸送裝置和合金棒體的上方，生產的棒材直徑為Φ20～100mm。優點在於，能同時生產不同規格的高溫合金母材，保證高溫合金不被汙染，提高了母材的質量和成材率。
【IPC分類】B22D11/113, B22D11/14
【公開號】CN105710325
【申請號】CN201610232747
【發明人】王超, 章清泉, 李振瑞, 李明揚, 曹宇, 吳會雲, 魏然, 李崇巍, 高春紅
【申請人】北京北冶功能材料有限公司