专利名称：一种锌及锌合金熔铸用浇铸系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锌及锌合金熔铸用浇铸系统，属于锌及锌合金熔铸技术领域，用于锌冶炼领域阴极锌及锌合金锭的熔铸。
背景技术：
锌及锌合金的熔铸是在熔化设备中将阴极锌片加热熔化成锌液或外加合金元素配制成锌合金液，然后加入适量造渣剂造渣、除渣，最终铸成锌或锌合金锭。近几年来，随着热浸镀锌行业的快速发展，钢铁行业对锌锭尤其是大锌锭或合金锭的需求量逐渐增加。传统标准锌锭的机械化或半自动化熔铸生产线已难以满足1000 Kg大锭或其它规格热浸镀用锌锭的熔铸生产。目前，1000 Kg大锭或其它规格热浸镀用锌锭的熔铸生产主要是采用间断浇铸，即锌或锌合金液从熔化炉倾注入底部开有出液口的坩埚或中间包内，液态金属经坩埚底部或中间包的出液口进入流槽，然后从流槽的末端直接注入锌锭模中，再经打渣处理后结晶成锭；这时熔化炉停止向坩埚或中间包中浇注液态金属，流槽及坩埚或中间包旋转至下一个铸模位置，熔化炉倾注，开始下一个铸模的浇注。这种传统的熔铸工艺中流槽为敞开系统，液态金属在流槽中通过时部分发生氧化，且将氧化渣带入熔铸模；流槽末端的浇注方式为液面上一定距离的自由浇注，浇注时液态金属进入铸模时将会卷入一定量的空气， 导致铸模中浮渣量增加，影响阴极锌的直收率。氧化渣的形成及空气的卷入易造成铸锭中产生浮渣、夹层；另外，锌及锌合金锭的熔铸为断续浇注，操作时劳动强度大。中国专利(公开号CN 101216247A)中发明了一种铜熔铸用的流槽及流槽和铸造炉的连结结构，它由流槽、设在流槽上的铜液出口、铸造炉、设在铸造炉上的密封盖板、设在密封盖板上的铜液入口以及铜液入口和铜液出口之间的通道组成，此发明中将流槽和熔铸炉密封相连，实现了铜液从流槽到熔铸炉传输过程与空气隔绝，防止了铜的氧化，有利于提高熔铸铜产品的纯度。但此发明适合于铜以及其它有色金属的连续熔炼和熔铸。若应用于铜、铝、锌等有色金属的间断熔铸，此流槽及连接结构易造成金属液在流槽或金属液入口与出口的通道中凝固而堵塞金属液的流通，所以此发明内容不适合于锌及锌合金间断性的熔铸。中国专利(公开号CN 101216248A)中发明了一种用于无氧铜生产的熔铸系统。它由熔化炉、铸造炉以及连结两者的流槽组成，流槽外包裹有外壳，外壳和流槽之间有隔热腔，隔热腔对流槽内的熔体有保温作用，可降低流槽的散热，减少铜液凝固堵塞流槽现象的发生。 但该发明内容不适合于锌及锌合金大锭的熔铸生产。为此，研究一种新型熔铸用浇注系统减少锌及锌合金熔铸过程的氧化，改善操作环境，实现机械化或自动化熔铸生产将是锌冶炼领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锌及锌合金熔铸用浇铸系统及其使用方法，属于锌及锌合金熔铸工艺技术领域，用于锌冶炼领域阴极锌及锌合金锭的断续熔铸，减少锌及锌合金液的氧化，改善工人操作环境。
本发明的技术方案是锌及锌合金熔铸用浇铸系统，由流槽2、分别与流槽4两端密闭连接的底注包1和浇铸弯头3、铸模小车5、轨道6以及控制系统组成，铸模小车5置于轨道6上，浇铸弯头3的出端伸入铸模小车5上的铸模中，底注包1的底部设有带开关装置的金属液出口，流槽2的一端设有与底注包1底部金属液出口相连结的金属液入口、另一端与浇铸弯头3入端连接，流槽2与底注包1和浇铸弯头3之间的连接部位由耐火材料密封。所述底注包1底部金属液出口的开闭装置包括上端与连杆铰接的立杆、带动立杆上下运动的连杆、传动机构和驱动电机，传动机构设于连杆和驱动电机Ml之间。由电机提供动力，通过传动机构、连杆和立杆，致使底注包底部出液口闭合。所述封闭流槽2包括上内衬7及包裹于其上的上半钢管8、下内衬10及包裹于其上的下半钢管11，上半钢管8和下半钢管11的一侧通过铰链9铰接、另一侧通过紧固件12 压紧，上内衬7和下内衬10连接处通过耐火材料密封，形成封闭式管状结构。上内衬7和下内衬10由普通耐火材料制成，用于密封的耐火材料为普通耐火材料。所述封闭流槽2的上内衬7、下内衬10和上半钢管8、下半钢管11均为形状一致且上、下对称的半管形，它们的断面可以为半圆形、或半椭圆形、半方形等，根据实际需要具体确定。所述上半钢管8和下半钢管11 一侧紧固件12的数量为2 4个，并沿溜槽长度方形均勻分布。紧固件12为螺栓和蝶形螺母等普通紧固件，其具体数量根据实际需要确定， 保证将上半钢管5和下半钢管1压紧即可。所述浇注弯头3为内壁设有耐火材料层的钢管弯头。所述铸模小车5由铸模13，连接并支撑铸模13的液压支柱14，连接并固定液压支柱14的基座15，安装于基座15下方的辊轮16，撑辊轮16卡于轨道5上，弯头浇注口 3在铸模13上方并伸入铸模内。所述液压支柱14的数量为4个，分别固定在基座15四个端角的上面；辊轮16的数量为4个，分别安装于基座15四个端角的下面，同侧的辊轮16在同一直线上。所述控制系统包括装于浇铸弯头3外壁上的感应探头4，控制电路，驱动电机Ml、 油泵M2和单向电磁阀T ；油泵M2设于液压支柱14进油路中，单向电磁阀T设于液压支柱 14回油路中；控制电路包括A/D转换模块、数据处理模块、D/A转换模块和执行电路，A/D转换模块入端与感应探头4相连、出端与数据处理模块入端相连，执行电路入端经D/A转换模块与数据处理模块出端相连、出端与分别驱动电机Ml及油泵M2和单向电磁阀T电源线相连。本系统感应探头7为可探测距离普的通红外感应探头，数据处理模块为普通单片机或小型计算机，执行电路为普通信号控制电路，A/D转换模块、D/A转换模块、油泵M2和单向电磁阀T均为普通市售产品。本发明的工作原理和过程是铸模小车5可以在轨道6上移动，铸模小车5中的液压支柱14可驱动铸模13上、下升降。浇铸开始时，在控制系统的控制下，铸模小车5在导轨6上移动到浇铸弯头3下方，铸模13在液压支柱14的驱动下上升至小车上部，使浇铸弯头3伸入其中。底注包1底部的金属液出口打开，锌及锌合金熔体即通过该出口进入流槽 2，然后流经流槽2注入铸模13 ；随着浇铸的持续，铸模13中的液面上升，铸模13在液压支柱14的驱动下随着液面的上升持续下降，使浇铸弯头3的出口始终与液面保持一定距离，直至浇铸完成。当感应探头4测量距离达到设置值时，底注包1底部的金属液出口关闭，铸模I3继续下降到一定位置，铸模小车5在轨道6上移出至打渣和冷却位置，下一个铸模小车移入浇铸位置。本发明的优点是
1、锌及锌合金液体浇铸时流槽内处于封闭体系，显著减少锌及锌合金液的氧化；
2、浇铸系统中的铸模小车及轨道可以使铸锭的浇注始终处于液面下浇铸，可明显降低空气的卷入进而控制氧化渣的形成；
3、可改善工人操作环境，且容易实现机械化自动控制。
图1为本发明系统结构示意图； 图2为本发明流槽剖视示意图； 图3为本发明铸模小车主视示意图； 图4为本发明铸模小车侧视示意图； 图5为本发明控制系统原理框图。图中1-底注包；2-流槽；3-浇注弯头；4-感应探头，5-铸模小车；6_轨道；7_上内衬；8-上半钢管；9-铰链；10-下内衬；11-下半钢管；12-紧固件；13-铸模；14-液压支柱；15-基座；16-辊轮；Ml-驱动电机；M2-油泵；T-单向电磁阀。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于所述内容。实施例1 参件图1，本锌及锌合金熔铸用浇铸系统，由流槽2、分别与流槽4两端密闭连接的底注包1和浇铸弯头3、铸模小车5、轨道6以及控制系统组成，铸模小车5置于轨道6上，浇铸弯头3的出端伸入铸模小车5上的铸模中，底注包1的底部设有带开关装置的金属液出口，流槽2的一端设有与底注包1底部金属液出口相连结的金属液入口、另一端与浇铸弯头3入端连接，流槽2与底注包1和浇铸弯头3之间的连接部位由耐火材料密封。 底注包1底部金属液出口的开闭装置包括上端与连杆铰接的立杆、带动立杆上下运动的连杆、传动机构和驱动电机，传动机构设于连杆和驱动电机Ml之间。浇注弯头3为内壁设有耐火材料层的钢管弯头。参件图2，封闭流槽2包括上内衬7及包裹于其上的上半钢管8、下内衬10及包裹于其上的下半钢管11，上半钢管8和下半钢管11的一侧通过铰链9铰接、另一侧通过紧固件12压紧，上内衬7和下内衬10连接处通过耐火材料密封，形成封闭式管状结构。封闭流槽2的上、下内衬7和10，以及上、下半钢管8和11，均为形状一致且上、下对称的半圆管形。 上内衬7和下内衬10由普通耐火材料制成，用于密封的耐火材料为普通耐火材料。上半钢管8和下半钢管11 一侧沿长度方形均勻分布有2个由螺栓和蝶形螺母组成的紧固套件12。参件图3、4，铸模小车5由铸模13，连接并支撑铸模13的液压支柱14，连接并固定液压支柱14的基座15，安装于基座15下方的辊轮16，撑辊轮16卡于轨道5上，弯头浇注口 3在铸模13上方并伸入铸模内。液压支柱14的数量为4个，分别固定在基座15四个端角的上面；辊轮16的数量为4个，分别安装于基座15四个端角的下面，同侧的辊轮16在同一直线上。参件图5，控制系统包括装于浇铸弯头3外壁上的感应探头4，控制电路，驱动电机Ml、油泵M2和单向电磁阀T ；油泵M2设于液压支柱14进油路中，单向电磁阀T设于液压支柱14回油路中；控制电路包括A/D转换模块、数据处理模块、D/A转换模块和执行电路，A/ D转换模块入端与感应探头4相连、出端与数据处理模块入端相连，执行电路入端经D/A转换模块与数据处理模块出端相连、出端与驱动电机Ml及油泵M2和单向电磁阀T电源线相连。本装置的感应探头7为可探测距离的普通红外感应探头，数据处理模块为普通单片机或小型计算机，执行电路为普通信号控制电路，A/D转换模块、D/A转换模块、油泵M2和单向电磁阀T均为普通市售产品。实施例2 参见图1-5，本锌及锌合金熔铸用浇铸系统的结构和控制系统与实施例 1相同。封闭流槽2的上、下内衬7和10，以及上、下半钢管8和11，均为形状一致的半椭圆管形；上半钢管8和下半钢管11 一侧沿长度方形均勻分布有4个由螺栓和蝶形螺母组成的紧固套件12。实施例3 参见图1-5，本锌及锌合金熔铸用浇铸系统的结构和控制系统与实施例 1相同。封闭流槽2的上、下内衬7和10，以及上、下半钢管8和11，均为形状一致的半方管形；上半钢管8和下半钢管11 一侧沿长度方形均勻分布有3个由螺栓和蝶形螺母组成的紧固套件12。
权利要求
1.一种锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于由流槽(2)、分别与流槽(4)两端密闭连接的底注包(1)和浇铸弯头(3)、铸模小车(5)、轨道(6)以及控制系统组成，铸模小车 (5)置于轨道(6)上，浇铸弯头(3)的出端伸入铸模小车(5)上的铸模中，底注包(1)的底部设有带开闭装置的金属液出口，流槽(2)—端的金属液入口与底注包(1)底部金属液出口相连、另一端与浇铸弯头(3)入端连接，流槽(2)与底注包(1)和浇铸弯头(3)之间的连接部位由耐火材料密封。
2.根据权利要求1所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于底注包(1)底部金属液出口的开闭装置包括上端与连杆铰接的立杆、带动立杆上下运动的连杆、传动机构和驱动电机，传动机构设于连杆和驱动电机之间。
3.根据权利要求1所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于封闭流槽(2)包括上内衬(7)及包裹于其上的上半钢管(8)、下内衬(10)及包裹于其上的下半钢管(11)，上半钢管(8)和下半钢管(11)的一侧通过铰链(9)铰接、另一侧通过紧固件(12)压紧，上内衬 (7)和下内衬(10)连接处通过耐火材料密封，形成封闭式管状结构。
4.根据权利要求3所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于封闭流槽(2)的上、下内衬(7 ；10)和上、下半钢管(8 ；11)为形状一致且上、下对称的半管形。
5.根据权利要求1或4所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于上半钢管(8) 和下半钢管(11) 一侧紧固件(12)的数量为2 4个。
6.根据权利要求1所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于浇注弯头(3)为内壁设有耐火材料层的钢管弯头。
7.根据权利要求1所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于铸模小车(5)由铸模(13)，连接并支撑铸模(13)的液压支柱(14)，连接并固定液压支柱(14)的基座(15)， 安装于基座(15)下方的辊轮(16)，辊轮(16)卡于轨道(5)上，弯头浇注口(3)在铸模(13) 上方并可以伸入铸模内。
8.根据权利要求7所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于铸模小车(5)中， 液压支柱(14)的数量为4个，分别固定在基座(15)四个端角的上面；辊轮(16)的数量为4 个，分别安装于基座(15)四个端角的下面，同侧的辊轮(16)在同一直线上。
9.根据权利要求1所述的锌及锌合金熔铸用浇铸系统，其特征在于控制系统包括装于浇铸弯头(3)外壁上的感应探头(4)，控制电路，驱动电机Ml、油泵M2和单向电磁阀T ；油泵M2设于液压支柱(14)进油路中，单向电磁阀T设于液压支柱(14)回油路中；控制电路包括A/D转换模块、数据处理模块、D/A转换模块和执行电路，A/D转换模块入端与感应探头 (4)相连、出端与数据处理模块入端相连，执行电路入端经D/A转换模块与数据处理模块出端相连、出端与驱动电机Ml及油泵M2和单向电磁阀T电源线相连。
全文摘要
本发明涉及一种锌及锌合金熔铸用浇铸系统，属于锌及锌合金熔铸技术领域。由流槽、与流槽两端连接的底注包和浇铸弯头、铸模小车、轨道和控制系统组成，浇铸弯头伸入铸模小车铸模中，底注包的底部设有金属液出口，流槽一端与底注包底部金属液出口相连、另一端与浇铸弯头入端连接，浇铸弯头上设有感应探头。浇铸时浇铸弯头伸向铸模内，感应探头探测金属液面至感应探头的距离、控制底注包金属液出口的开合，从而控制浇铸的断续和铸模小车中铸模的升降。本发明锌及锌合金液体浇铸时流槽为封闭体系，可显著减少锌及锌合金液的氧化，浇铸系统铸模的升降可使铸锭的浇注始终处于液面下，明显降低空气卷入而控制氧化渣的形成，易实现机械化作业和改善操作环境。
文档编号B22D35/04GK102407322SQ20111039270
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者何明奕, 王胜民, 荆攀, 赵晓军 申请人:昆明理工大学