專利名稱：一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，屬于鋅及鋅合金熔鑄技術領域，用于鋅冶煉領域陰極鋅及鋅合金錠的熔鑄。
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制成鋅合金液，然后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(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)對鋅錠尤其是大鋅錠或合金錠的需求量逐漸增加。傳統(tǒng)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(guī)格熱浸鍍用鋅錠的熔鑄生產。目前，1000 Kg大錠或其它規(guī)格熱浸鍍用鋅錠的熔鑄生產主要是采用間斷澆鑄，即鋅或鋅合金液從熔化爐傾注入底部開有出液口的坩堝或中間包內，液態(tài)金屬經坩堝底部或中間包的出液口進入流槽，然后從流槽的末端直接注入鋅錠模中，再經打渣處理后結晶成錠；這時熔化爐停止向坩堝或中間包中澆注液態(tài)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，開始下一個鑄模的澆注。這種傳統(tǒng)的熔鑄工藝中流槽為敞開系統(tǒng)，液態(tài)金屬在流槽中通過時部分發(fā)生氧化，且將氧化渣帶入熔鑄模；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(tài)金屬進入鑄模時將會卷入一定量的空氣， 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卷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(xù)澆注，操作時勞動強度大。中國專利(公開號CN 101216247A)中發(fā)明了一種銅熔鑄用的流槽及流槽和鑄造爐的連結結構，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，此發(fā)明中將流槽和熔鑄爐密封相連，實現(xiàn)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，有利于提高熔鑄銅產品的純度。但此發(fā)明適合于銅以及其它有色金屬的連續(xù)熔煉和熔鑄。若應用于銅、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，所以此發(fā)明內容不適合于鋅及鋅合金間斷性的熔鑄。中國專利(公開號CN 101216248A)中發(fā)明了一種用于無氧銅生產的熔鑄系統(tǒng)。它由熔化爐、鑄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(xiàn)象的發(fā)生。 但該發(fā)明內容不適合于鋅及鋅合金大錠的熔鑄生產。為此，研究一種新型熔鑄用澆注系統(tǒng)減少鋅及鋅合金熔鑄過程的氧化，改善操作環(huán)境，實現(xiàn)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(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)及其使用方法，屬于鋅及鋅合金熔鑄工藝技術領域，用于鋅冶煉領域陰極鋅及鋅合金錠的斷續(xù)熔鑄，減少鋅及鋅合金液的氧化，改善工人操作環(huán)境。
本發(fā)明的技術方案是鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，由流槽2、分別與流槽4兩端密閉連接的底注包1和澆鑄彎頭3、鑄模小車5、軌道6以及控制系統(tǒng)組成，鑄模小車5置于軌道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1的底部設有帶開關裝置的金屬液出口，流槽2的一端設有與底注包1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，流槽2與底注包1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1底部金屬液出口的開閉裝置包括上端與連桿鉸接的立桿、帶動立桿上下運動的連桿、傳動機構和驅動電機，傳動機構設于連桿和驅動電機Ml之間。由電機提供動力，通過傳動機構、連桿和立桿，致使底注包底部出液口閉合。所述封閉流槽2包括上內襯7及包裹于其上的上半鋼管8、下內襯10及包裹于其上的下半鋼管11，上半鋼管8和下半鋼管11的一側通過鉸鏈9鉸接、另一側通過緊固件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由普通耐火材料制成，用于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、下對稱的半管形，它們的斷面可以為半圓形、或半橢圓形、半方形等，根據(jù)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(shù)量為2 4個，并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(shù)量根據(jù)實際需要確定， 保證將上半鋼管5和下半鋼管1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，連接并支撐鑄模13的液壓支柱14，連接并固定液壓支柱14的基座15，安裝于基座15下方的輥輪16，撐輥輪16卡于軌道5上，彎頭澆注口 3在鑄模13上方并伸入鑄模內。所述液壓支柱14的數(shù)量為4個，分別固定在基座15四個端角的上面；輥輪16的數(shù)量為4個，分別安裝于基座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(tǒng)包括裝于澆鑄彎頭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設于液壓支柱14進油路中，單向電磁閥T設于液壓支柱 14回油路中；控制電路包括A/D轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、D/A轉換模塊和執(zhí)行電路，A/D轉換模塊入端與感應探頭4相連、出端與數(shù)據(jù)處理模塊入端相連，執(zhí)行電路入端經D/A轉換模塊與數(shù)據(jù)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(tǒng)感應探頭7為可探測距離普的通紅外感應探頭，數(shù)據(jù)處理模塊為普通單片機或小型計算機，執(zhí)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。本發(fā)明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(tǒng)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?jié)茶T彎頭3伸入其中。底注包1底部的金屬液出口打開，鋅及鋅合金熔體即通過該出口進入流槽 2，然后流經流槽2注入鑄模13 ；隨著澆鑄的持續(xù)，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(xù)下降，使?jié)茶T彎頭3的出口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1底部的金屬液出口關閉，鑄模I3繼續(xù)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，下一個鑄模小車移入澆鑄位置。本發(fā)明的優(yōu)點是
1、鋅及鋅合金液體澆鑄時流槽內處于封閉體系，顯著減少鋅及鋅合金液的氧化；
2、澆鑄系統(tǒng)中的鑄模小車及軌道可以使鑄錠的澆注始終處于液面下澆鑄，可明顯降低空氣的卷入進而控制氧化渣的形成；
3、可改善工人操作環(huán)境，且容易實現(xiàn)機械化自動控制。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結構示意圖； 圖2為本發(fā)明流槽剖視示意圖； 圖3為本發(fā)明鑄模小車主視示意圖； 圖4為本發(fā)明鑄模小車側視示意圖； 圖5為本發(fā)明控制系統(tǒng)原理框圖。圖中1-底注包；2-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；Ml-驅動電機；M2-油泵；T-單向電磁閥。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于所述內容。實施例1 參件圖1，本鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，由流槽2、分別與流槽4兩端密閉連接的底注包1和澆鑄彎頭3、鑄模小車5、軌道6以及控制系統(tǒng)組成，鑄模小車5置于軌道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1的底部設有帶開關裝置的金屬液出口，流槽2的一端設有與底注包1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，流槽2與底注包1和澆鑄彎頭3之間的連接部位由耐火材料密封。 底注包1底部金屬液出口的開閉裝置包括上端與連桿鉸接的立桿、帶動立桿上下運動的連桿、傳動機構和驅動電機，傳動機構設于連桿和驅動電機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及包裹于其上的上半鋼管8、下內襯10及包裹于其上的下半鋼管11，上半鋼管8和下半鋼管11的一側通過鉸鏈9鉸接、另一側通過緊固件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、下對稱的半圓管形。 上內襯7和下內襯10由普通耐火材料制成，用于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，連接并支撐鑄模13的液壓支柱14，連接并固定液壓支柱14的基座15，安裝于基座15下方的輥輪16，撐輥輪16卡于軌道5上，彎頭澆注口 3在鑄模13上方并伸入鑄模內。液壓支柱14的數(shù)量為4個，分別固定在基座15四個端角的上面；輥輪16的數(shù)量為4個，分別安裝于基座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(tǒng)包括裝于澆鑄彎頭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設于液壓支柱14進油路中，單向電磁閥T設于液壓支柱14回油路中；控制電路包括A/D轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、D/A轉換模塊和執(zhí)行電路，A/ D轉換模塊入端與感應探頭4相連、出端與數(shù)據(jù)處理模塊入端相連，執(zhí)行電路入端經D/A轉換模塊與數(shù)據(jù)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7為可探測距離的普通紅外感應探頭，數(shù)據(jù)處理模塊為普通單片機或小型計算機，執(zhí)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(tǒng)的結構和控制系統(tǒng)與實施例 1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(tǒng)的結構和控制系統(tǒng)與實施例 1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
1.一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于由流槽(2)、分別與流槽(4)兩端密閉連接的底注包(1)和澆鑄彎頭(3)、鑄模小車(5)、軌道(6)以及控制系統(tǒng)組成，鑄模小車 (5)置于軌道(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(1)的底部設有帶開閉裝置的金屬液出口，流槽(2)—端的金屬液入口與底注包(1)底部金屬液出口相連、另一端與澆鑄彎頭(3)入端連接，流槽(2)與底注包(1)和澆鑄彎頭(3)之間的連接部位由耐火材料密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于底注包(1)底部金屬液出口的開閉裝置包括上端與連桿鉸接的立桿、帶動立桿上下運動的連桿、傳動機構和驅動電機，傳動機構設于連桿和驅動電機之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于封閉流槽(2)包括上內襯(7)及包裹于其上的上半鋼管(8)、下內襯(10)及包裹于其上的下半鋼管(11)，上半鋼管(8)和下半鋼管(11)的一側通過鉸鏈(9)鉸接、另一側通過緊固件(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(jù)權利要求3所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于封閉流槽(2)的上、下內襯(7 ；10)和上、下半鋼管(8 ；11)為形狀一致且上、下對稱的半管形。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于上半鋼管(8) 和下半鋼管(11) 一側緊固件(12)的數(shù)量為2 4個。
6.根據(jù)權利要求1所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于澆注彎頭(3)為內壁設有耐火材料層的鋼管彎頭。
7.根據(jù)權利要求1所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于鑄模小車(5)由鑄模(13)，連接并支撐鑄模(13)的液壓支柱(14)，連接并固定液壓支柱(14)的基座(15)， 安裝于基座(15)下方的輥輪(16)，輥輪(16)卡于軌道(5)上，彎頭澆注口(3)在鑄模(13) 上方并可以伸入鑄模內。
8.根據(jù)權利要求7所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于鑄模小車(5)中， 液壓支柱(14)的數(shù)量為4個，分別固定在基座(15)四個端角的上面；輥輪(16)的數(shù)量為4 個，分別安裝于基座(15)四個端角的下面，同側的輥輪(16)在同一直線上。
9.根據(jù)權利要求1所述的鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)包括裝于澆鑄彎頭(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設于液壓支柱(14)進油路中，單向電磁閥T設于液壓支柱(14)回油路中；控制電路包括A/D轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、D/A轉換模塊和執(zhí)行電路，A/D轉換模塊入端與感應探頭 (4)相連、出端與數(shù)據(jù)處理模塊入端相連，執(zhí)行電路入端經D/A轉換模塊與數(shù)據(jù)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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋅及鋅合金熔鑄用澆鑄系統(tǒng)，屬于鋅及鋅合金熔鑄技術領域。由流槽、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(tǒng)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(xù)和鑄模小車中鑄模的升降。本發(fā)明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(tǒng)鑄模的升降可使鑄錠的澆注始終處于液面下，明顯降低空氣卷入而控制氧化渣的形成，易實現(xiàn)機械化作業(yè)和改善操作環(huán)境。
文檔編號B22D35/04GK102407322SQ20111039270
公開日2012年4月11日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權日2011年12月1日
發(fā)明者何明奕, 王勝民, 荊攀, 趙曉軍 申請人:昆明理工大學