專利名稱：一種在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料水平連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是鋅合金水平連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)有色金屬材料特別是對(duì)銅合金的需求日益増大，但是由于銅合金的價(jià)格昂貴，而鋅是第四常見(jiàn)的金屬，僅次于鐵、鋁及銅。它有許多性能與銅相近，因此越來(lái)越多的受到エ業(yè)界的重視。水平連鑄具有エ藝流程短，質(zhì)量好，投資省，上馬快等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)推動(dòng)鋅合金材料的應(yīng)用，特別是對(duì)提高鋅合金性能具有重要意義。傳統(tǒng)的水平連鑄系統(tǒng)如圖I所示。保溫爐101置于小車上，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)作往 復(fù)正弦運(yùn)動(dòng)；結(jié)晶器102安裝在保溫爐法蘭上；水冷控制系統(tǒng)103對(duì)結(jié)晶器內(nèi)金屬液進(jìn)行冷卻；拉坯機(jī)104作直線拉坯運(yùn)動(dòng)；鑄坯拉出后由同步鋸105按定尺寸進(jìn)行鋸斷，同步鋸安裝在小車上，由液壓同步夾鉗夾住拉坯使鋸與鑄坯同步鋸切，鑄坯切斷后，由輥道106將鑄還運(yùn)出。拉坯的動(dòng)作與一般立式弧形連鑄機(jī)ー樣是保溫爐作正弦運(yùn)動(dòng)。此水平連鑄機(jī)的缺點(diǎn)是對(duì)粗大鑄錠凝固體質(zhì)量差易產(chǎn)生偏析、縮松等缺陷，另外就是拉坯阻カ大、沒(méi)有中仃。為了提高水平連鑄鑄坯凝固質(zhì)量，在結(jié)晶器上安裝電磁攪拌裝置，目前主要有ニ種形式即E字鐵芯和環(huán)形鐵芯。E字鐵芯的優(yōu)點(diǎn)是外圍無(wú)漏磁；線圈套在齒上安裝，外圍無(wú)線圈，便干與外殼固定。缺點(diǎn)是由于有齒槽，齒的地方磁場(chǎng)高，槽的地方磁場(chǎng)小，因而內(nèi)部磁場(chǎng)不均勻，不適合作凝固末端電磁攪拌用；存在齒槽漏磁，內(nèi)部漏磁大；線圈端伸長(zhǎng)，因而在一定安裝空間內(nèi)，鐵芯高度矮，有效攪拌范圍短，也不適合作凝固末端電磁攪拌用。環(huán)形鐵芯的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)齒槽結(jié)構(gòu)，內(nèi)部磁場(chǎng)均勻，攪拌效率高；內(nèi)部無(wú)齒槽，不存在齒槽漏磁，內(nèi)部漏磁小，磁場(chǎng)強(qiáng)度高；12個(gè)線圈均勻分布，端伸短，因而在一定安裝空間內(nèi)，鐵芯高度高(比E字型鐵芯高30%左右)，有效攪拌范圍長(zhǎng)，攪拌效果好。缺點(diǎn)是外圍有線圈，因而存在外圍漏磁，須采取外圍磁屏蔽技術(shù)進(jìn)行改善；不便干與外殼固定，必須用高性能硅膠灌封處理，因而成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種新的在壓カ和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)，該系統(tǒng)可使連鑄金屬液(鋅合金液)處在恒壓和振動(dòng)下結(jié)晶凝固，結(jié)晶器工作穩(wěn)定，消除大直徑鑄坯偏析、縮松等缺陷，獲得高質(zhì)量鋅合金鑄胚。一種在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括保溫爐其內(nèi)設(shè)有鋅合金液儲(chǔ)存室和可施加壓カ的熔鑄室,所述鋅合金液儲(chǔ)存室和所述可施加壓カ的熔鑄室通過(guò)恒壓隧道連通，所述恒壓隧道內(nèi)設(shè)有鋅合金泵；澆注裝置；
結(jié)晶器，其帶有振動(dòng)器和水冷系統(tǒng)，所述振動(dòng)器設(shè)在所述結(jié)晶器上；抽錠裝置。所述結(jié)晶器與所述可施加壓力的熔鑄室連通。所述可施加壓力的熔鑄室與惰性氣體容器相連，在所述可施加壓力的熔鑄室上設(shè)有惰性氣體控制閥。所述鋅合金液儲(chǔ)存室設(shè)有通氣孔。所述保溫爐上設(shè)有合金液注入室和放液孔。所述保溫爐外設(shè)有感應(yīng)加熱裝置。
·
所述澆注裝置為定量澆注裝置。所述抽錠裝置包括拉坯機(jī)和同步鋸，所述同步鋸安裝在小車上。本發(fā)明提供的在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鋅合金連續(xù)鑄錠的生產(chǎn)。結(jié)晶器中的鋅合金熔液可在壓力和振動(dòng)下凝固，從而消除大直徑鑄坯偏析、縮松等缺陷，獲得高質(zhì)量鋅合金鑄胚。本系統(tǒng)含有帶振動(dòng)器和水冷系統(tǒng)的結(jié)晶器和可施加壓力的熔鑄室，當(dāng)進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室的鋅合金熔液到達(dá)指定液位高度時(shí)，設(shè)在結(jié)晶器上的振動(dòng)器開(kāi)啟，同時(shí)設(shè)在可施加壓力的熔鑄室上的惰性氣體控制閥打開(kāi)，惰性氣體容器中的惰性氣體經(jīng)惰性氣體控制閥進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室上部并對(duì)可施加壓力的熔鑄室的鋅合金熔液施壓。結(jié)晶器上的振動(dòng)器可以是氣壓傳動(dòng)的，也可以是液壓傳動(dòng)的；可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。由鋅合金泵將熔化了的鋅合金液連續(xù)不斷地輸送到可施加壓力的熔鑄室，并保證可施加壓力的熔鑄室的壓力穩(wěn)定。所述的將鋅合金熔液可按設(shè)定的流量連續(xù)的流入注入室口定量澆注裝置實(shí)現(xiàn)流量控制，可以是塞棒式，也可以由滑動(dòng)水口式實(shí)現(xiàn)。所述的感應(yīng)加熱裝置，為有芯工頻加熱，實(shí)現(xiàn)高效率加熱并沒(méi)有熔溝熔斷。所述的可施加壓力的熔鑄室上的惰性氣體控制閥，可以在充液時(shí)排氣，也可以在加壓時(shí)充氣，也可以進(jìn)行保壓。拉胚機(jī)作拉-----停-----推-----停的動(dòng)作。具體的說(shuō)，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。由熔煉爐熔煉出的合格鋅合金熔液經(jīng)定量澆注裝置向注入室口注入，經(jīng)儲(chǔ)存室下口進(jìn)入儲(chǔ)存室，此時(shí)設(shè)在儲(chǔ)存室上部的可啟閉的通氣孔打開(kāi)，當(dāng)進(jìn)入儲(chǔ)存室的鋅合金熔液到達(dá)指定液位高度時(shí)，設(shè)在恒壓隧道口的鋅合金泵開(kāi)動(dòng)，鋅合金熔液注入可施加壓力的熔鑄室和結(jié)晶器，此時(shí)設(shè)在可施加壓力的熔鑄室上的惰性氣體多功能控制閥處于排氣狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室的鋅合金熔液到達(dá)指定液位高度時(shí)，設(shè)在結(jié)晶器上的振動(dòng)器開(kāi)啟，同時(shí)設(shè)在可施加壓力的熔鑄室上的惰性氣體控制閥打開(kāi)，惰性氣體容器中的惰性氣體經(jīng)惰性氣體控制閥進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室上部并對(duì)可施加壓力的熔鑄室的鋅合金熔液施壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，結(jié)晶器前部的鋅合金熔液已經(jīng)凝固，拉坯機(jī)做直線拉坯運(yùn)動(dòng)，鋅合金鑄錠在拉坯機(jī)的拉力和惰性氣體壓力的共同作用下緩慢拉出，鋅合金鑄錠拉出后，由安裝在小車上的同步鋸按設(shè)定尺寸進(jìn)行鋸斷。與此同時(shí)鋅合金泵繼續(xù)向可施加壓力的熔鑄室輸入鋅合金液，而定量澆注裝置按設(shè)定流量連續(xù)向注入室口注入鋅合金熔液。如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)鋅合金鑄錠的連續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)連鑄中止時(shí)，室內(nèi)剩余金屬液由放液孔排出。特別是設(shè)在恒壓隧道口的鋅合金泵可將鋅合金熔液由處于常壓的鋅合金液儲(chǔ)存室連續(xù)注入保持一定壓力的可施加壓力的熔鑄室和結(jié)晶器，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器中的鋅合金熔液在設(shè)定的壓力下結(jié)晶凝固。設(shè)在結(jié)晶器上的振動(dòng)器在連鑄過(guò)程中始終保持振動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明的工作過(guò)程是由熔煉爐熔煉出的合格鋅合金熔液經(jīng)定量澆注裝置向注入室口注入，經(jīng)儲(chǔ)存室下口進(jìn)入儲(chǔ)存室，并經(jīng)鋅合金泵經(jīng)恒壓隧道進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室和結(jié)晶器，在惰性氣體的壓力下和結(jié)晶器上振動(dòng)器的振動(dòng)下，鋅合金凝固成優(yōu)質(zhì)鑄錠被垃坯機(jī)拉出并切斷，如此連續(xù)往復(fù)制造出優(yōu)質(zhì)鋅合金鑄錠產(chǎn)品。本發(fā)明可以達(dá)到如下效果

I、本發(fā)明是鋅合金熔液連續(xù)在壓力下結(jié)晶并輔以振動(dòng)器振動(dòng)，因此所生產(chǎn)的鑄錠組織致密，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。2、本發(fā)明采用了有芯工頻感應(yīng)加熱保溫爐，熱效率高，它克服了熔溝熔斷而使工作失效的缺點(diǎn)。3、本發(fā)明的結(jié)晶器處于恒溫恒壓下，拉坯阻力小，工作平穩(wěn)。4、本發(fā)明采用了鋅合金泵送鋅合金液因此在連鑄工作結(jié)束時(shí)，澆鑄壓力室和儲(chǔ)存室的金屬液可降至最少，而且可方便的從排液口倒出。5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)精確定量和自動(dòng)控制。6、適用范圍廣，節(jié)能，經(jīng)濟(jì)效益顯著。7、該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，可消除大直徑鑄坯偏析、縮松等缺陷，從而可獲得高質(zhì)量鋅合金鑄胚，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鋅合金連續(xù)鑄錠的生產(chǎn)。


圖I是傳統(tǒng)的水平連鑄系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明的在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)示意圖；圖I中標(biāo)號(hào)101-保溫爐；102-結(jié)晶器；103-水冷控制系統(tǒng)；104-拉坯機(jī)；105_同步鋸;106-輥道；圖2中標(biāo)號(hào)1_儲(chǔ)存室下口 ；2_放液孔；3_注入室口 ；4_儲(chǔ)存室；5_通氣孔；6-恒壓隧道；7_鋅合金泵；8_可施加壓力的熔鑄室；9_惰性氣體控制閥；10_惰性氣體容器；11-結(jié)晶器；12-振動(dòng)器；13-拉坯機(jī)；14_小車；15_同步鋸；A-結(jié)晶器裝置；B-保溫爐裝置、C-感應(yīng)加熱裝置；D_澆注裝置；E-抽錠裝置。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例I :附圖I是本發(fā)明的一種實(shí)施例的示意圖。一種在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括保溫爐B :其內(nèi)設(shè)有鋅合金液儲(chǔ)存室4和可施加壓力的熔鑄室8，所述鋅合金液儲(chǔ)存室4和所述可施加壓力的熔鑄室8通過(guò)恒壓隧道6連通，所述恒壓隧道6內(nèi)設(shè)有鋅合金泵7 ;澆注裝置D ；結(jié)晶器，其帶有振動(dòng)器12和水冷系統(tǒng)，，所述振動(dòng)器12設(shè)在所述結(jié)晶器上；抽錠裝置。所述結(jié)晶器與所述可施加壓力的熔鑄室8連通。所述可施加壓力的熔鑄室8與惰性氣體容器10相連，在所述可施加壓力的熔鑄室8上設(shè)有惰性氣體控制閥9。所述鋅合金液儲(chǔ)存室4設(shè)有通氣孔5。
所述保溫爐上設(shè)有合金液注入室和放液孔。所述保溫爐B外設(shè)有感應(yīng)加熱裝置。所述澆注裝置為定量澆注裝置。所述抽錠裝置包括拉坯機(jī)13和同步鋸15，所述同步鋸15安裝在小車14上。由熔煉爐熔煉出的合格鋅合金熔液經(jīng)定量澆注裝置D向注入室口 3注入，經(jīng)儲(chǔ)存室下口 I進(jìn)入儲(chǔ)存室4，此時(shí)設(shè)在儲(chǔ)存室4上部的可啟閉的通氣孔5打開(kāi)，當(dāng)進(jìn)入儲(chǔ)存室4的鋅合金熔液到達(dá)指定液位高度時(shí)，設(shè)在恒壓隧道6 口的鋅合金泵7開(kāi)動(dòng)，鋅合金熔液注入可施加壓力的熔鑄室8和結(jié)晶器11，此時(shí)設(shè)在可施加壓力的熔鑄室8上的惰性氣體多功能控制閥9處于排氣狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室8的鋅合金熔液到達(dá)指定液位高度時(shí)，設(shè)在結(jié)晶器11上的振動(dòng)器12開(kāi)啟，同時(shí)設(shè)在可施加壓力的熔鑄室8上的惰性氣體控制閥9打開(kāi),惰性氣體容器10中的惰性氣體經(jīng)惰性氣體控制閥9進(jìn)入可施加壓力的熔鑄室8上部并對(duì)可施加壓力的熔鑄室的鋅合金熔液施壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，結(jié)晶器11前部的鋅合金熔液已經(jīng)凝固，拉坯機(jī)13做直線拉坯運(yùn)動(dòng)，鋅合金鑄錠在拉坯機(jī)的拉力和惰性氣體壓力的共同作用下緩慢拉出，鋅合金鑄錠拉出后，由安裝在小車14上的同步鋸15按設(shè)定尺寸進(jìn)行鋸斷。與此同時(shí)鋅合金泵7繼續(xù)向可施加壓力的熔鑄室8輸入鋅合金液，而定量澆注包D按設(shè)定流量連續(xù)向注入室口 3注入鋅合金熔液。如此往復(fù)實(shí)現(xiàn)鋅合金鑄錠鑄錠的連續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)連鑄中止時(shí)，室內(nèi)剩余金屬液由放液孔2排出。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括 保溫爐(B):其內(nèi)設(shè)有鋅合金液儲(chǔ)存室(4)和可施加壓カ的熔鑄室(8)，所述鋅合金液儲(chǔ)存室(4)和所述可施加壓カ的熔鑄室(8)通過(guò)恒壓隧道(6)連通，所述恒壓隧道(6)內(nèi)設(shè)有鋅合金泵(7)； 澆注裝置⑶； 結(jié)晶器，其帶有振動(dòng)器(12)和水冷系統(tǒng)，所述振動(dòng)器(12)設(shè)在所述結(jié)晶器上； 抽錠裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述結(jié)晶器與所述可施加壓カ的熔鑄室(8)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在干所述可施加壓カ的熔鑄室(8)與惰性氣體容器(10)相連，在所述可施加壓カ的熔鑄室(8)上設(shè)有惰性氣體控制閥(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述鋅合金液儲(chǔ)存室(4)設(shè)有通氣孔(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述保溫爐上設(shè)有合金液注入室和放液孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述保溫爐(B)外設(shè)有感應(yīng)加熱裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述澆注裝置為定量澆注裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述抽錠裝置包括拉坯機(jī)(13)和同步鋸(15)，所述同步鋸(15)安裝在小車(14)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述振動(dòng)器為氣壓傳動(dòng)或?yàn)橐簤簜鲃?dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述振動(dòng)器數(shù)量為至少ー個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于金屬材料水平連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是鋅合金水平連鑄技術(shù)領(lǐng)域的一種在壓力和振動(dòng)下凝固的鋅合金水平連鑄系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括保溫爐其內(nèi)設(shè)有鋅合金液儲(chǔ)存室和可施加壓力的熔鑄室，所述鋅合金液儲(chǔ)存室和所述可施加壓力的熔鑄室通過(guò)恒壓隧道連通，所述恒壓隧道內(nèi)設(shè)有鋅合金泵；澆注裝置；結(jié)晶器，其帶有振動(dòng)器和水冷系統(tǒng)，所述振動(dòng)器設(shè)在所述結(jié)晶器上；抽錠裝置。該系統(tǒng)可使連鑄金屬液(鋅合金液)處在恒壓和振動(dòng)下結(jié)晶凝固，結(jié)晶器工作穩(wěn)定，消除大直徑鑄坯偏析、縮松等缺陷，獲得高質(zhì)量鋅合金鑄胚。
文檔編號(hào)B22D11/045GK102836975SQ20111017300
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者謝水生, 耿茂鵬, 張瑩, 賀金宇 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院