一种铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构，其特征在于，所述铸锭冷却机构，包括位于辊模成形孔前方呈中空环形结构的冷水套，冷水套内径大于成形孔且竖向位于成形孔正前方位置，冷水套套体自身为环形的中空结构且通过管道和蓄水池连通靠蓄水池供水，冷水套套体内表面沿周向设置有若干出水孔。本实用新型能够方便快捷地实现铸锭的进一步冷却凝固，巩固和确保成形效果，同时具有结构简单，持续性好等优点。
【专利说明】一种铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铸锭生产领域的一种小尺寸铸锭水平连续铸造系统，尤其涉及一种铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构。
【背景技术】
[0002]铸锭是金属液熔化后凝固得到的一种金属加工材料，镁及镁合金、铝及铝合金、铜及铜合金、钢铁等材料的铸锭，作为压力加工前配料，对于变型产品的生产有着不可替代的作用。
[0003]目前镁及镁合金、铝及铝合金、铜及铜合金等材质铸锭的连续铸造，均采用半连续铸造的方式。半连续铸造全称为立式半连续直接水冷铸造(vertical directchillcasting),简称DC铸造，1933年由法国人Junghaus首先研制成功。所谓半连续铸造，其铸造过程是:把金属液浇入外壁用水冷却的“结晶器”中，金属液由于冷却作用而凝固结晶，在靠近结晶器壁的金属液便结晶成一层硬壳。此时由于铸造机底座的牵引力及铸锭本身的重力作用，已经凝固的那一段铸锭便逐步慢速下降，当其离开结晶器壁后，立即受来自结晶器下方的强烈的二次冷却水的冷却作用，使铸锭中的结晶不断进行，并由外周向中心发展。随着冷却水不断地将热量带走，铸锭进一步冷却并逐步下降，直到实现这一根铸锭凝固结晶的整个过程，从而实现铸锭生产的连续进行。当一次铸造完成后(达到铸造机铸造极限)，中止铸造过程，吊出铸锭，再进行下一个铸造过程。这种半连续铸造方式，难以实现连续化生产，铸锭长度受到铸造机铸造能力限制。同时，其铸造时受到结晶器自身工作原理的限制，铸造效率非常低，铸锭表面质量较差。
[0004]钢铁连续铸造，目前采用较多的是“立式连铸一弧形区一校直区”的生产方式。该方式需要建造高大的厂房、巨大的设备，投资大，设备检修及维修难度较大。
[0005]故为了解决上述问题， 申请人:考虑设计一种结构简单，体积小巧，同时铸造效率高，铸锭表面质量好的连续铸造系统；该铸造系统成形部分结构中，采用两个通过传动机构能够被带动相对旋转的上辊模和下辊模，两个辊模外周表面中部均具有内凹的成形用凹槽且使得两个辊模贴合处形成至少一个成形孔，这样，采用一对相对滚动结构的辊模实现水平连续成形，为滚动式成形，成形过程中产生微量轧制效果，提高铸锭质量，同时成形过程中，辊模旋转其表面的成形用凹槽外露，可以方便实现连续润滑和冷却，使得铸锭和成形部件之间接触距离不但短而且润滑效果极佳，使得铸锭表面质量提升。
[0006]其中，由于考虑铸锭在拆卸孔内经过的成形时间较短，故 申请人:考虑将上下辊模转轴设计为中空转轴，将冷却水倒入转轴从辊模内部对准成形孔位置喷出形成冷却系统。这样极大地提高冷却效果，确保铸锭成形质量。
[0007]但其中，还需要进一步考虑，怎样采用简单的结构实现铸锭的进一步冷却凝固，巩固和确保成形效果。
实用新型内容[0008]针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:如何提供一种结构简单，能够方便快捷地实现铸锭的进一步冷却凝固，巩固和确保成形效果的铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案:
[0010]一种铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构，其特征在于，所述铸锭冷却机构，包括位于辊模成形孔前方呈中空环形结构的冷水套，冷水套内径大于成形孔且竖向位于成形孔正前方位置，冷水套套体自身为环形的中空结构且通过管道和蓄水池连通靠蓄水池供水，冷水套套体内表面沿周向设置有若干出水孔。
[0011]作为优化，冷水套下方和位于下部的辊模之间设置有将两者隔开的挡水板，所述挡水板沿竖直方向上的投影落入到和蓄水池相连的接水池内。
[0012]本实用新型的铸锭冷却机构，对伸出成形孔后的铸棒进一步采用冷水套直接沿环形喷水冷却，快速地让铸棒内部实现凝固，巩固和确保成形效果。设置的挡水板可以避免，冷却水滴落到下辊模上对成形造成影响，确保成形效果。同时冷水套用水也和冷却系统实现循环，具有良好的可持续性且避免了浪费。
[0013]综上所述，本实用新型能够方便快捷地实现铸锭的进一步冷却凝固，巩固和确保成形效果，同时具有结构简单，持续性好等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为采用了本实用新型结构的一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统的结构示意图。
[0015]图2为图1的左视图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合采用了本实用新型结构的一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统及其附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0017]具体实施时:如图1和图2所示:
[0018]一种采用了本实用新型结构的对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统，包括引流部分结构、成形部分结构和冷却系统，其中，所述引流部分结构包括一个储液件1，储液件I上具有水平布置且相接的储液槽2和流嘴3，储液槽2和引流件4相接并用于进液，流嘴3出口端和成形部分结构相接；所述成形部分结构，包括各自呈圆筒形且外周表面贴合设置的上辊模51和下辊模52，两个辊模5外周表面中部均具有内凹的成形用凹槽且使得两个辊模5贴合处形成至少一个成形孔6，所述成形孔6和所述流嘴3出口端相接；两个辊模通过传动机构能够被带动相对旋转；所述冷却系统包括蓄水池7和与蓄水池7相连且位于两个辊模内部的辊模水冷机构。所述辊模水冷机构包括位于两个辊模中部的转轴8，转轴8为空心轴且通过支架和辊模5固定实现支撑，转轴8 —端和一连通到蓄水池7的水管9对接，水管9上设置有水泵10，转轴8上正对辊模外部成形孔位置有一段含若干喷水孔11的出水段，喷水孔11绕转轴8周向均匀布置。所述冷却系统还包括辊模接水结构，所述辊模接水结构包括一个位于下辊模52下方的接水池12，下辊模52竖直方向上的投影落入到接水池12开口范围内，所述接水池12和所述蓄水池7相连形成水路循环。[0019]其中小尺寸是指直径4(T200mm圆铸锭或横截面积140(T3000mm2的圆铸锭或矩形铸锭。该系统特别适用于镁及镁合金、铝及铝合金、铜及铜合金、钢铁等材质小尺寸铸锭的水平连续铸造。
[0020]其中，所述辊模接水结构还包括两个分别位于下辊模两端的两个接水盒19，两个接水盒19位于下辊模52转轴上方位置且开口向上设置，上辊模51两端端面水平延伸出下辊模52两端端面位置且在竖直方向的投影完全落入到两个接水盒19开口内，接水盒19底部通过管道和接水池相连。所述两个接水盒19外侧边向上延伸到上辊模两端端面在水平方向的投影范围内。
[0021]其中，所述冷却系统，还包括铸锭冷却机构，所述铸锭冷却机构，包括位于辊模成形孔前方呈中空环形结构的冷水套13，冷水套13内径大于成形孔且竖向位于成形孔正前方位置，冷水套13套体自身为环形的中空结构且通过管道和所述蓄水池7连通靠蓄水池7供水，冷水套13套体内表面沿周向设置有若干出水孔，冷水套13下方和位于下部的辊模之间设置有将两者隔开的挡水板14，所述挡水板14沿竖直方向上的投影落入到和蓄水池7相连的接水池12内。具体实施时，冷水套套在前行的铸锭外部对铸锭实现喷水冷却，同时冷水套可以设置为多个，提高冷却效果。
[0022]所述铸造系统中，所述储液件内位于储液槽和流嘴之间还设置有滤网。
[0023]上述铸造系统使用时，熔液从引流件进入到储液件内，经储液件中储液槽和流嘴进入到两个辊模中间成形孔内，受到冷却，在成形孔内挤压成形出截面和成形孔形状一致的棒形铸锭，实现了水平方向的连续铸造成形。具有结构简单紧凑，占用空间小，铸造效率高的特点。同时，上述铸造系统采用一对相对滚动形状的辊模实现成形，为滚动式成形，成形过程中产生微量轧制效果，提高铸锭质量，同时成形过程中，辊模旋转其表面的成形用凹槽外露，可以方便实现连续润滑，使得铸锭和成形部件之间接触距离不但短而且润滑效果极佳，使得铸锭表面质量提升。上述系统中水冷结构和辊模自身结构结合为一体，不增加过多的构件，使其结构紧凑而轻便，节省了成本，其使用时采用冷却水从辊模内部沿周向对整个成形用凹槽的位置进行冷却，确保凹槽旋转至成形孔时具有较低的温度，能够快速高效地实现对成形孔内铸锭的冷却，保证了铸锭的成形效果，保证辊模滚压成形的可行性。上述铸造系统中的冷却系统实现了冷却水循环利用，具有良好的可持续性且避免了浪费。还可以使得上辊模两端流出的冷却水流入到接水盒内再流入到接水池中，使得上辊模两端流出的冷却水进入冷却水循环系统，避免上辊模两端流出的冷却水流到下辊模的转轴上，对辊轴造成损坏，确保下辊模转轴的正常运转。其中还设置了铸锭冷却机构，对伸出成形孔后的铸棒进一步采用冷水套直接沿环形喷水冷却，快速地让铸棒内部实现凝固，巩固和确保成形效果。设置的挡水板可以避免，冷却水滴落到下辊模上对成形造成影响，确保成形效果。同时冷水套用水也和冷却系统实现循环，具有良好的可持续性且避免了浪费。
[0024]另外，所述铸造系统中，所述成形孔6可以是一个，也可以是并列设置的多个成形孔，进一步提闻铸造效率。
[0025]所述铸造系统中，所述引流件4优选为倒液管，也可以是倒液槽等构件。
[0026]所述铸造系统中，还可以进一步设置储液槽液面控制装置，所述储液槽液面控制装置，包括一个位于储液槽上方用于检测储液槽液面高度的激光测距探头18，还包括出液控制机构，所述引流件4为倒液管时，所述出液控制机构可以是包括一个和倒液管出液口匹配的锥体形堵头17，锥体形堵头17尖端部正对倒液管出液口设置且底部和一位于液面上方的伸缩机构16相连，所述伸缩机构16的动力部分和激光测距探头18相联动控制，使得可以根据检测液面高度控制伸缩机构伸缩进而控制倒液管出液口开合量，确保储液槽液面为所需液面高度。这样可以更好地确保铸造过程更加平稳有序，确保铸锭质量。
[0027]所述铸造系统中，所述两个辊模的传动机构(图中未显示)可以是设置一对固定在辊模的转轴上且相互啮合的齿轮并靠电机带动相对旋转，也可以是两根转轴上单独设置传动机构。具体实施时，两根转轴两端各自设置在一对轴承上，位于下方的转轴可以安装在一对固定设置的轴承上，位于上方的转轴两端的轴承可以安装在一个能够向下施力的压下装置的施力端，这样靠压下装置向下施力确保两个辊模圆周面相互贴紧，避免辊模之间造成金属液泄漏，更好地确保成形过程的顺利，保证铸锭质量。
[0028]所述铸造系统中，成形部分结构前方还可以进一步设置牵引装置实现对铸锭的牵弓丨(图中未显示)，这样辊模对铸锭并不施加前进动力，而是辊模转动线速度与牵引速度同步，保障辊模与铸锭最小摩擦力，牵引装置可以是具有一系列用于夹持铸锭的夹持辊，靠夹持辊夹持住铸锭后由传动机构带动，从而带动铸锭向前运动；牵引装置上还可以设置一个引锭头，用于第一次出液成形时堵住成形孔出口以方便首次铸锭成形。上述牵引装置的具体结构可以和现有技术一致只是方向为水平方向设置，故不在此详述其具体结构。
[0029]所述铸造系统中，牵引装置相邻位置还应该设置同步锯实现同步切断(图中未显示)。同步锯为现有技术，具体结构不在此详述。
[0030]上述铸造系统可以实现镁及镁合金、铝及铝合金、铜及其合金、钢铁等材料小尺寸铸锭的水平铸造。其中，采用上下辊模相互啮合的方式，使上下辊模的凹槽配合形成模腔，作为铸锭产品横断面形状的成型空间。同时采用上下辊模相对啮合滚动的方式，区别于传统(半)连续铸造所用固定结晶器，可以减小辊模成形面与铸锭之间的摩擦力，改善铸锭表面质量。同时，还可以实现辊模成形面与铸锭之间的连续润滑，改善铸锭表面质量。
[0031]上述所述铸造系统使用时，具有以下特点:
[0032]1、金属液体通过倒液管或流槽进入辊模前储液槽。
[0033]2、储液槽液面高度根据工艺提前设定，由铸造速度、液面控制装置控制液流大小实现。
[0034]3、金属液在经过过滤滤网后，由储液槽送流流嘴送入上下辊模啮合以及引锭头(前期成形铸锭)组成的模腔内。
[0035]4、储液槽流嘴与辊模通过形状啮合及配合密封，可以利用弹簧或其他施力装置，保障流嘴与辊模有一定的接触压力，利用液体具有一定粘度，防止合金液从流嘴与辊模的配合间隙泄漏。
[0036]5、上下辊模成形面及引锭头(前期成形铸锭)吸收金属液热量，使金属液凝固成形。
[0037]6、上下辊模通过压紧装置保障辊模水平程度及保障上下辊模良好接触防止镁液进入上下辊模间隙形成飞边。
[0038]7、金属液凝固成铸锭后，随着辊模转动及铸锭牵引装置，离开成形区，并与辊模分离，实现脱模。
[0039]8、空心多孔辊轴，对辊模进行喷淋冷却，带走辊模吸收的金属液热量，并从辊模两端流出。
[0040] 9、由冷水套对成形后的铸锭进行二次冷却，促进铸造过程进行。
[0041 ] IO、牵引装置牵引引锭头(铸锭)促进铸锭脱模。
[0042]11、同步锯在铸锭达到一定程度后，对铸锭进行定尺锯切。
[0043]最后值得指出的是，上述连续铸造系统整体结构均属于 申请人:自主研发得到，故除了本实用新型结构外，该铸造系统整体结构以及其他功能性的局部结构， 申请人:均单独申请了专利进行保护，故别人单独实施这些结构仍然会侵犯到 申请人:专利保护权。
【权利要求】
1.一种铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构，其特征在于，所述铸锭冷却机构，包括位于辊模成形孔前方呈中空环形结构的冷水套，冷水套内径大于成形孔且竖向位于成形孔正前方位置，冷水套套体自身为环形的中空结构且通过管道和蓄水池连通靠蓄水池供水，冷水套套体内表面沿周向设置有若干出水孔。
2.如权利要求1所述的铸锭水平连续铸造系统铸锭冷却机构，其特征在于，冷水套下方和位于下部的辊模之间设置有将两者隔开的挡水板，所述挡水板沿竖直方向上的投影落入到和蓄水池相连的接水池内。
【文档编号】B22D11/06GK203695896SQ201420082397
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】王彤, 崔凯, 刘涛, 张红芳 申请人:山西银光华盛镁业股份有限公司