一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統的製作方法
2023-05-14 05:45:51
專利名稱：一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，屬於鋅及鋅合金熔鑄技術領域，用於鋅冶煉領域陰極鋅及鋅合金錠的熔鋳。
背景技術：
鋅及鋅合金的熔鑄是在熔化設備中將陰極鋅片加熱熔化成鋅液或外加合金元素配製成鋅合金液，然後加入適量造渣劑造渣、除渣，最終鑄成鋅或鋅合金錠。近幾年來，隨著熱浸鍍鋅行業的快速發展，鋼鐵行業對鋅錠尤其是大鋅錠或合金錠的需求量逐漸增加。傳統標準鋅錠的機械化或半自動化熔鑄生產線已難以滿足1000 Kg大錠或其它規格熱浸鍍用 鋅錠的熔鑄生產。目前，1000 Kg大錠或其它規格熱浸鍍用鋅錠的熔鑄生產主要是採用間斷澆鑄，即鋅或鋅合金液從熔化爐傾注入底部開有出液ロ的坩堝或中間包內，液態金屬經坩堝底部或中間包的出液ロ進入流槽，然後從流槽的末端直接注入鋅錠模中，再經打渣處理後結晶成錠；這時熔化爐停止向坩堝或中間包中澆注液態金屬，流槽及坩堝或中間包旋轉至下一個鑄模位置，熔化爐傾注，開始下ー個鑄模的澆注。這種傳統的熔鑄エ藝中流槽為敞開系統，液態金屬在流槽中通過時部分發生氧化，且將氧化渣帶入熔鑄摸；流槽末端的澆注方式為液面上一定距離的自由澆注，澆注時液態金屬進入鑄模時將會捲入一定量的空氣，導致鑄模中浮渣量增加，影響陰極鋅的直收率。氧化渣的形成及空氣的捲入易造成鑄錠中產生浮渣、夾層；另外，鋅及鋅合金錠的熔鑄為斷續澆注，操作時勞動強度大。中國專利(公開號CN 101216247A)中實用新型了一種銅熔鑄用的流槽及流槽和鋳造爐的連結結構，它由流槽、設在流槽上的銅液出口、鑄造爐、設在鑄造爐上的密封蓋板、設在密封蓋板上的銅液入口以及銅液入口和銅液出口之間的通道組成，此實用新型中將流槽和熔鑄爐密封相連，實現了銅液從流槽到熔鑄爐傳輸過程與空氣隔絕，防止了銅的氧化，有利於提高熔鑄銅產品的純度。但此實用新型適合於銅以及其它有色金屬的連續熔煉和熔鋳。若應用於銅、鋁、鋅等有色金屬的間斷熔鑄，此流槽及連接結構易造成金屬液在流槽或金屬液入口與出口的通道中凝固而堵塞金屬液的流通，所以此實用新型內容不適合於鋅及鋅合金間斷性的熔鑄。中國專利(公開號CN 101216248A)中實用新型了一種用於無氧銅生產的熔鑄系統。它由熔化爐、鋳造爐以及連結兩者的流槽組成，流槽外包裹有外殼，外殼和流槽之間有隔熱腔，隔熱腔對流槽內的熔體有保溫作用，可降低流槽的散熱，減少銅液凝固堵塞流槽現象的發生。但該實用新型內容不適合於鋅及鋅合金大錠的熔鑄生產。為此，研究ー種新型熔鑄用澆注系統減少鋅及鋅合金熔鑄過程的氧化，改善操作環境，實現機械化或自動化熔鑄生產將是鋅冶煉領域技術人員亟待解決的問題。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供ー種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統及其使用方法，屬於鋅及鋅合金熔鑄エ藝技術領域，用於鋅冶煉領域陰極鋅及鋅合金錠的斷續熔鑄，減少鋅及鋅合金液的氧化，改善工人操作環境。[0005]本實用新型的技術方案是鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，由封閉流槽2、分別與封閉流槽2兩端密閉連接的底注包I和澆鑄彎頭3、鑄模小車5、軌道6以及控制系統組成，鑄模小車5置於軌道6上，澆鑄彎頭3的出端伸入鑄模小車5上的鑄模中，底注包I的底部設有帶開關裝置的金屬液出口，封閉流槽2的一端設有與底注包I底部金屬液出口相連結的金屬液入口、另一端與澆鑄彎頭3入端連接，封閉流槽2與底注包I和澆鑄彎頭3之間的連接部位由耐火材料密封。所述底注包I底部金屬液出口的開閉裝置包括上端與連杆鉸接的立杆、帶動立杆上下運動的連杆、傳動機構和驅動電機Ml，傳動機構設於連杆和驅動電機Ml之間。由電機提供動力，通過傳動機構、連杆和立杆，致使底注包底部出液ロ閉合。所述封閉流槽2包括上內襯7及包裹於其上的上半鋼管8、下內襯10及包裹於其上的下半鋼管11，上半鋼管8和下半鋼管11的ー側通過鉸鏈9鉸接、另ー側通過緊固件12壓緊，上內襯7和下內襯10連接處通過耐火材料密封，形成封閉式管狀結構。上內襯7和 下內襯10由普通耐火材料製成，用於密封的耐火材料為普通耐火材料。所述封閉流槽2的上內襯7、下內襯10和上半鋼管8、下半鋼管11均為形狀一致且上、下対稱的半管形，它們的斷面可以為半圓形、或半橢圓形、半方形等，根據實際需要具體確定。所述上半鋼管8和下半鋼管11 一側緊固件12的數量為2 4個，並沿溜槽長度方形均勻分布。緊固件12為螺栓和蝶形螺母等普通緊固件，其具體數量根據實際需要確定，保證將上半鋼管5和下半鋼管I壓緊即可。所述澆注彎頭3為內壁設有耐火材料層的鋼管彎頭。所述鑄模小車5由鑄模13，連接並支撐鑄模13的液壓支柱14，連接並固定液壓支柱14的基座15，安裝於基座15下方的輥輪16，撐輥輪16卡於軌道5上，彎頭澆注ロ 3在鑄模13上方井伸入鑄模內。所述液壓支柱14的數量為4個，分別固定在基座15四個端角的上面；輥輪16的數量為4個，分別安裝於基座15四個端角的下面，同側的輥輪16在同一直線上。所述控制系統包括裝於澆鑄彎頭3外壁上的感應探頭4，控制電路，驅動電機Ml、油泵M2和單向電磁閥T ;油泵M2設於液壓支柱14進油路中，單向電磁閥T設於液壓支柱14回油路中；控制電路包括A/D轉換模塊、數據處理模塊、D/A轉換模塊和執行電路，A/D轉換模塊入端與感應探頭4相連、出端與數據處理模塊入端相連，執行電路入端經D/A轉換模塊與數據處理模塊出端相連、出端與分別驅動電機Ml及油泵M2和單向電磁閥T電源線相連。本系統感應探頭4為可探測距離普的通紅外感應探頭，數據處理模塊為普通單片機或小型計算機，執行電路為普通信號控制電路，A/D轉換模塊、D/A轉換模塊、油泵M2和單向電磁閥T均為普通市售產品。本實用新型的工作原理和過程是鑄模小車5可以在軌道6上移動，鑄模小車5中的液壓支柱14可驅動鑄模13上、下升降。澆鑄開始時，在控制系統的控制下，鑄模小車5在導軌6上移動到澆鑄彎頭3下方，鑄模13在液壓支柱14的驅動下上升至小車上部，使澆鑄彎頭3伸入其中。底注包I底部的金屬液出ロ打開，鋅及鋅合金熔體即通過該出ロ進入封閉流槽2，然後流經封閉流槽2注入鑄模13 ;隨著澆鑄的持續，鑄模13中的液面上升，鑄模13在液壓支柱14的驅動下隨著液面的上升持續下降，使澆鑄彎頭3的出ロ始終與液面保持一定距離，直至澆鑄完成。當感應探頭4測量距離達到設置值時，底注包I底部的金屬液出ロ關閉，鑄模13繼續下降到一定位置，鑄模小車5在軌道6上移出至打渣和冷卻位置，下ー個鑄模小車移入澆鑄位置。本實用新型的優點是I、鋅及鋅合金液體澆鑄時封閉流槽內處於封閉體系，顯著減少鋅及鋅合金液的氧化；2、澆鑄系統中的鑄模小車及軌道可以使鑄錠的澆注始終處於液面下澆鑄，可明顯 降低空氣的捲入進而控制氧化渣的形成；3、可改善工人操作環境，且容易實現機械化自動控制。
圖I為本實用新型系統結構示意圖；圖2為本實用新型封閉流槽剖視示意圖；圖3為本實用新型鑄模小車主視示意圖；圖4為本實用新型鑄模小車側視示意圖；圖5為本實用新型控制系統原理框圖。圖中1_底注包；2_封閉流槽；3_澆注彎頭；4_感應探頭，5-鑄模小車；6_軌道；7-上內襯；8_上半鋼管；9_鉸鏈；10_下內襯；11_下半鋼管；12_緊固件；13_鑄模；14_液壓支柱；15_基座；16_輥輪;M1-驅動電機;M2-油泵；T-單向電磁閥。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進ー步的說明，但本實用新型的保護範圍不限於所述內容。實施例I :參件圖1，本鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，由封閉流槽2、分別與封閉流槽2兩端密閉連接的底注包I和澆鑄彎頭3、鑄模小車5、軌道6以及控制系統組成，鑄模小車5置於軌道6上，澆鑄彎頭3的出端伸入鑄模小車5上的鑄模中，底注包I的底部設有帶開關裝置的金屬液出口，封閉流槽2的一端設有與底注包I底部金屬液出ロ相連結的金屬液入口、另一端與澆鑄彎頭3入端連接，封閉流槽2與底注包I和澆鑄彎頭3之間的連接部位由耐火材料密封。底注包I底部金屬液出口的開閉裝置包括上端與連杆鉸接的立杆、帶動立杆上下運動的連杆、傳動機構和驅動電機Ml，傳動機構設於連杆和驅動電機Ml之間。澆注彎頭3為內壁設有耐火材料層的鋼管彎頭。參件圖2，封閉流槽2包括上內襯7及包裹於其上的上半鋼管8、下內襯10及包裹於其上的下半鋼管11，上半鋼管8和下半鋼管11的ー側通過鉸鏈9鉸接、另ー側通過緊固件12壓緊，上內襯7和下內襯10連接處通過耐火材料密封，形成封閉式管狀結構。封閉流槽2的上、下內襯7和10，以及上、下半鋼管8和11，均為形狀一致且上、下対稱的半圓管形。上內襯7和下內襯10由普通耐火材料製成，用於密封的耐火材料為普通耐火材料。上半鋼管8和下半鋼管11 一側沿長度方形均勻分布有2個由螺栓和蝶形螺母組成的緊固套件12。參件圖3、4，鑄模小車5由鑄模13，連接並支撐鑄模13的液壓支柱14，連接並固定液壓支柱14的基座15，安裝於基座15下方的輥輪16，撐輥輪16卡於軌道5上，彎頭澆注ロ 3在鑄模13上方井伸入鑄模內。液壓支柱14的數量為4個，分別固定在基座15四個端角的上面；輥輪16的數量為4個，分別安裝於基座15四個端角的下面，同側的輥輪16在同
一直線上。參件圖5，控制系統包括裝於澆鑄彎頭3外壁上的感應探頭4，控制電路，驅動電機Ml、油泵M2和單向電磁閥T ;油泵M2設於液壓支柱14進油路中，單向電磁閥T設於液壓支柱14回油路中；控制電路包括A/D轉換模塊、數據處理模塊、D/A轉換模塊和執行電路，A/D轉換模塊入端與感應探頭4相連、出端與數據處理模塊入端相連，執行電路入端經D/A轉換模塊與數據處理模塊出端相連、出端與驅動電機Ml及油泵M2和單向電磁閥T電源線相連。 本裝置的感應探頭4為可探測距離的普通紅外感應探頭，數據處理模塊為普通單片機或小型計算機，執行電路為普通信號控制電路，A/D轉換模塊、D/A轉換模塊、油泵M2和單向電磁閥T均為普通市售產品。實施例2 :參見圖1-5，本鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統的結構和控制系統與實施例I相同。封閉流槽2的上、下內襯7和10，以及上、下半鋼管8和11，均為形狀一致的半橢圓管形；上半鋼管8和下半鋼管11 一側沿長度方形均勻分布有4個由螺栓和蝶形螺母組成的緊固套件12。實施例3 :參見圖1-5，本鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統的結構和控制系統與實施例I相同。封閉流槽2的上、下內襯7和10，以及上、下半鋼管8和11，均為形狀一致的半方管形；上半鋼管8和下半鋼管11 一側沿長度方形均勻分布有3個由螺栓和蝶形螺母組成的緊固套件12。
權利要求1.ー種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在幹由封閉流槽(2)、分別與封閉流槽(2)兩端密閉連接的底注包(I)和澆鑄彎頭(3)、鑄模小車(5)、軌道(6)以及控制系統組成，鑄模小車(5)置於軌道(6)上，澆鑄彎頭(3)的出端伸入鑄模小車(5)上的鑄模中，底注包(I)的底部設有帶開閉裝置的金屬液出ロ，封閉流槽(2) —端的金屬液入ロ與底注包(I)底部金屬液出ロ相連、另一端與澆鑄彎頭(3 )入端連接，封閉流槽(2 )與底注包(I)和澆鑄彎頭(3 )之間的連接部位由耐火材料密封。
2.根據權利要求I所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於底注包(I)底部金屬液出口的開閉裝置包括上端與連杆鉸接的立杆、帶動立杆上下運動的連杆、傳動機構和驅動電機Ml，傳動機構設於連杆和驅動電機Ml之間。
3.根據權利要求I所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於封閉流槽(2)包括上內襯(7)及包裹於其上的上半鋼管(8)、下內襯(10)及包裹於其上的下半鋼管(11)，上半鋼管(8)和下半鋼管(11)的ー側通過鉸鏈(9)鉸接、另ー側通過緊固件(12)壓緊，上內襯(7)和下內襯(10)連接處通過耐火材料密封，形成封閉式管狀結構。
4.根據權利要求3所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於封閉流槽(2)的上、下內襯(7 ;10)和上、下半鋼管(8 ;11)為形狀一致且上、下対稱的半管形。
5.根據權利要求3所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於上半鋼管(8)和下半鋼管(11) 一側緊固件(12)的數量為2 4個。
6.根據權利要求I所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於澆注彎頭(3)為內壁設有耐火材料層的鋼管彎頭。
7.根據權利要求I所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於鑄模小車(5)由鑄模(13)，連接並支撐鑄模(13)的液壓支柱(14)，連接並固定液壓支柱(14)的基座(15)，安裝於基座(15)下方的輥輪(16)，輥輪(16)卡於軌道(5)上，彎頭澆注ロ(3)在鑄模(13)上方並可以伸入鑄模內。
8.根據權利要求7所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於鑄模小車(5)中，液壓支柱(14)的數量為4個，分別固定在基座(15)四個端角的上面；輥輪(16)的數量為4個，分別安裝於基座(15)四個端角的下面，同側的輥輪(16)在同一直線上。
9.根據權利要求I所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，其特徵在於控制系統包括裝於澆鑄彎頭(3 )外壁上的感應探頭(4)、控制電路、驅動電機Ml、油泵M2和單向電磁閥T ;油泵M2設於液壓支柱(14)進油路中，單向電磁閥T設於液壓支柱(14)回油路中；控制電路包括A/D轉換模塊、數據處理模塊、D/A轉換模塊和執行電路，A/D轉換模塊入端與感應探頭(4)相連、出端與數據處理模塊入端相連，執行電路入端經D/A轉換模塊與數據處理模塊出端相連、出端與驅動電機Ml及油泵M2和單向電磁閥T電源線相連。
專利摘要本實用新型涉及一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統，屬於鋅及鋅合金熔鑄技術領域。由封閉流槽、與流槽兩端連接的底注包和澆鑄彎頭、鑄模小車、軌道和控制系統組成，澆鑄彎頭伸入鑄模小車鑄模中，底注包的底部設有金屬液出口，流槽一端與底注包底部金屬液出口相連、另一端與澆鑄彎頭入端連接，澆鑄彎頭上設有感應探頭。澆鑄時澆鑄彎頭伸向鑄模內，感應探頭探測金屬液面至感應探頭的距離、控制底注包金屬液出口的開合，從而控制澆鑄的斷續和鑄模小車中鑄模的升降。本實用新型鋅及鋅合金液體澆鑄時流槽為封閉體系，可顯著減少鋅及鋅合金液的氧化，澆鑄系統鑄模的升降可使鑄錠的澆注始終處於液面下，明顯降低空氣捲入而控制氧化渣的形成，易實現機械化作業和改善操作環境。
文檔編號B22D35/04GK202411392SQ20112049223
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者何明奕, 王勝民, 荊攀, 趙曉軍 申請人:昆明理工大學