專利名稱：一種熱型連鑄設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱型連鑄生產(chǎn)領(lǐng)域，特別適合具有單向柱狀晶組織的銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦鎳合金等的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
自上世紀60年代末，大野篤美提出了熱型連鑄法(OCC法)后，很多學者開展了熱型連鑄的研究，并將研究成果應用到很多領(lǐng)域，其中比較典型的應用就是將具有連續(xù)柱狀晶組織的鑄錠經(jīng)過冷軋、拉拔等低溫下強加工制備成直徑很小的線材，用做電車接觸線、高保真音響導線及半導體封裝線等，其中用作半導體封裝線的直徑為20μm左右。但是在線材冷軋、拉拔等工藝中經(jīng)常會出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，影響線材的質(zhì)量及應用，其中一個主要原因就是由于連鑄設(shè)備或工藝的原因造成了鑄錠表面質(zhì)量差，有變形、劃痕等缺陷。現(xiàn)有的熱型連鑄主要采用單面主動輥拉坯、手動調(diào)節(jié)預緊力，而且連鑄鑄錠與拉坯輥間多為金屬間摩擦。中國發(fā)明專利申請No.01131773.6的“一種用于熱型連鑄的牽引機構(gòu)”公開了一種拉坯裝置，包括主動輥、從動輪、小輪、同步傳送帶、電機、編碼器、底座、絲桿、彈簧、龍門框及擺線減速器，輪面為圓柱面的三個主動輥分別安裝在輪面框的下方，輪面為V型溝槽的三個從動輪分別安裝在龍門框的上方，三個主動輥分別于相對的三從動輪相切，三組輪間還設(shè)計了兩組小輪，主要起壓緊被拉鑄錠的作用，三組拉坯輪之間靠同步傳送帶傳送電機的動力，壓緊力靠彈簧裝置提供，手動調(diào)節(jié)壓緊力的大小。其不足之處在于結(jié)構(gòu)復雜，安裝調(diào)節(jié)困難，五組輪同時在同一直線上壓緊被拉鑄錠，直線度很難調(diào)整，易造成拉斷現(xiàn)象；單面主動輥拉坯，單面主動輥拉坯指在所有的成組拉坯輥中，只有被拉鑄錠一側(cè)的拉坯輥有驅(qū)動裝置，鑄錠另一側(cè)的拉坯輥為從動輥，主要起到壓緊作用，其轉(zhuǎn)動靠被拉鑄錠帶動，易使連鑄鑄錠受力不均，產(chǎn)生拉不動現(xiàn)象，而且易引起鑄錠變形；彈簧壓緊，由于其壓力有限，也易造成拉不動情況；無壓緊力控制裝置，壓緊力大鑄錠易變形，影響其使用性能，壓緊力小則拉不動；拉坯輥與連鑄鑄錠間為金屬間摩擦，摩擦系數(shù)小，導致有效拉力小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱型連鑄設(shè)備與方法，其克服了以上問題，提供的熱型連鑄設(shè)備能穩(wěn)定進行熱型連鑄的生產(chǎn)，且便于調(diào)節(jié)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案一種熱型連鑄設(shè)備，包括底座1，電機支架2，伺服電動機4，支架8，主動輥和壓緊力調(diào)整單元，其中(1)主動輥包括用于拉坯的、相配合的上、下主動輥13-1、13-2，所述上、下主動輥由電機帶動同步轉(zhuǎn)動；(2)所述設(shè)備還包括相配合的上、下定位輥19-1、19-2；(3)所述上主動輥13-1和上定位輥19-1由壓緊力調(diào)整單元控制上下運動；(4)所述上、下主動輥13-1、13-2之間配合的工作輪面分別為V型溝槽狀和梯型凸面，所述上、下定位輥19-1、19-2之間配合的工作輪面也分別為V型溝槽狀和梯型凸面；
(5)所述壓緊力調(diào)整單元包括可調(diào)節(jié)的氣缸與可動軸承座固定連接，可動軸承座在對應的滑道內(nèi)作縱向往復運動。
所述壓緊力調(diào)整單元包括上主動輥13-1和上定位輥19-1分別通過軸承安裝在可動軸承座12-1和12-2內(nèi)，可動軸承座12-1、12-2與支架8之間通過燕尾槽連接，可動軸承座12-1和12-2分別與安裝在支架(8)頂端的主動輥氣缸10和定位輥氣缸15通過螺紋連接，在氣缸的帶動下，兩個可動軸承座12-1、12-2分別可在相應的滑道22-1、22-2內(nèi)做縱向往復運動，從而帶動上主動輥13-1和上定位輥19-1做相應的夾緊和松開運動。
具體而言，本發(fā)明是一種用于熱型連鑄的設(shè)備，包括主動輥、主動輥氣缸、定位輥、定位輥氣缸、傳動齒輪、傳動銷板、傳動軸、可動軸承座、滑道、支架、電機支架、底座、氣缸固定板、減速機、伺服電動機、調(diào)速閥、減壓閥。采用一組主動輥和一組定位輥，結(jié)構(gòu)簡單，裝配和調(diào)整難度低；下主動輥和下定位輥安裝在支架上，其輪面為V型溝槽狀，槽面膠合一層橡膠，兩個輪V型槽底連線aa′平行于底座所在的平面，輪面為梯型凸面的上主動輥和上定位輥安裝在可動軸承座上，其梯型凸面上膠合一層橡膠，兩個輪梯型凸面頂連線bb′平行于aa′，并與aa′位于同一平面。上下主動輥和上下定位輥的軸心連線cc′和dd′相互平行且均與aa′垂直，上下主動輥采用輪系傳動，可在同一拉坯電機帶動下同時轉(zhuǎn)動，共同帶動鑄錠，此輪系包括上傳動齒輪、上位過渡齒輪、下位過渡齒輪、下傳動齒輪、相鄰齒輪間嚙合連接。此結(jié)構(gòu)傳動平穩(wěn)，位置準確，電機能同時帶動一組拉坯輥轉(zhuǎn)動，克服了單輥驅(qū)動的缺點。
根據(jù)以上所述的熱型連鑄設(shè)備，上主動輥和上定位輥分別通過軸承安裝在上主動軸和上定位軸上，上主動軸和上定位軸又分別安裝在可動軸承座內(nèi)，可動軸承座通過燕尾槽與支架配合，通過主動輥氣缸和定位輥氣缸的帶動可在支架上的滑道內(nèi)做縱向往復運動，上下主動輥及上下定位輥與鑄錠間的壓緊力分別由相應氣缸提供，可達0.8Mpa，在0～0.8Mpa之間可調(diào)。為精確調(diào)整控制壓力和壓緊速度，每個氣缸上都配有一個減壓閥和兩個調(diào)速閥。驅(qū)動元件為伺服電機和減速機，伺服電機低速抗振性能和動力性能好，可精確控制速度，減速機可起到減速增扭的作用，系統(tǒng)的速度可在1.5mm/min～18840mm/min范圍內(nèi)精確調(diào)整控制。
本發(fā)明的有益效果在于本設(shè)備傳動平穩(wěn)，位置準確，電機能同時帶動一組拉坯輥轉(zhuǎn)動，克服了單輥驅(qū)動的缺點。同時，通過對工藝流程的進一步控制，可生產(chǎn)出表面光亮、無變形、無劃痕的連續(xù)柱狀晶鑄錠，


圖1是本發(fā)明熱型連鑄設(shè)備的主視圖，圖2是圖1的A向視圖，圖3是圖1的B向視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的具體實施方式
。
如圖所示，用于熱型連鑄的設(shè)備包括上下主動輥13-1、13-2，主動輥氣缸10，上下定位輥19-1、19-2，定位輥氣缸15，齒輪6-1～6-4，連接銷板7-1、7-2，軸3-1～3-4，可動軸承座12-1和12-2，滑道22-1、22-2，支架8，電機支架2，氣缸固定板9，減速機5，伺服電動機4，調(diào)速閥20-1～20-4，減壓閥21-1和21-2。
如圖2所示，下主動輥13-2和下定位輥19-2固定安裝在支架8上，二者的輪面均為V型溝槽狀，槽面膠合一層橡膠，兩個輪V型槽底連線aa′平行于底座1所在的平面；輪面為梯型凸面的上主動輥13-1和上定位輥19-1分別安裝在可動軸承座12-1和12-2上，其梯型凸面上膠合一層橡膠，兩個輪梯型凸面頂連線bb′平行于aa′，并與aa′位于同一平面。上下主動輥13-1、13-2和上下定位輥19-1、19-2的軸心連線cc′和dd′相互平行且均與aa′垂直。
如圖所示，下主動輥13-2和下定位輥19-2分別安裝在下主動軸3-1和下定位軸18-2上，兩個軸又分別通過軸承固定在支架8上；上主動輥13-1和上定位輥19-1分別通過軸承安裝在可動軸承座12-1和12-2內(nèi)，可動軸承座12-1、12-2與支架8之間直接通過燕尾槽連接，可動軸承座12-1和12-2分別與安裝在支架頂端的主動輥氣缸10和定位輥氣缸15通過螺紋連接，在氣缸的帶動下，兩個可動軸承座分別可在相應的滑道22-1、22-2內(nèi)做縱向往復運動，從而帶動上主動輥13-1和上定位輥19-1做相應運動，實現(xiàn)夾緊和松開功能。
如圖所示，上下主動輥13-1和13-2采用四輪輪系傳動，包括上傳動齒輪6-4、上位過渡齒輪6-3、下位過渡齒輪6-2和下傳動齒輪6-1，相鄰的下傳動齒輪6-1與下位過渡齒輪6-2、下位過渡齒輪6-2與上位過渡齒輪6-3、上位過渡齒輪6-3與上傳動齒輪6-4分別嚙合連接，下位過渡齒輪6-2與上位過渡齒輪6-3用連接銷板7-1相連，上位過渡齒輪6-3與上傳動齒輪6-4用連接銷板7-2相連，下傳動齒輪6-1安裝在下主動軸3-1上，下位過渡齒輪6-2安裝在下傳動軸3-2上，上位過渡齒輪6-3安裝在上傳動軸3-3上，下主動軸3-1、下傳動軸3-2和上傳動軸3-3安裝在支架8上，上傳動齒輪6-4通過上主動軸3-4安裝在可動軸承座12-1上。
上主動輥13-1和下主動輥13-2將鑄錠壓緊，利用鑄錠與輪的摩擦力來帶動鑄錠。下主動輥13-2輪面為V型溝槽，上主動輥13-1輪面為梯型凸面，可以實現(xiàn)兩鑄錠的準確定位，兩個輥面都膠合一層橡膠，目的是增加鑄錠與壓輥間的摩擦力，并消除鑄錠上由于與壓輥摩擦而產(chǎn)生的滑痕，從而提高鑄錠質(zhì)量，上下主動輥13-1和13-2與鑄錠間的壓緊力由主動輥氣缸10提供，氣缸壓力通過可動軸承座12-1和上主動軸3-3傳給上主動輥13-1，其壓力可達0.8Mpa，故只設(shè)一組拉坯輥即可滿足拉坯要求。為精確調(diào)整控制壓緊力和壓緊速度，氣缸上都配有一個減壓閥21和兩個調(diào)速閥20-1、20-2，拉坯裝置的驅(qū)動元件選用低速抗振性好的伺服電機4，伺服電機4安裝在下主動軸3-1上，并配以起到減速增扭作用的減速機5，所以拉坯裝置具有很好的動力性能和低速抗振性，而且可在1.5mm/min～18840mm/min精確調(diào)整速度，故在上下主動輥13-1、13-2和鑄錠結(jié)晶器間未設(shè)減震壓輥，這樣結(jié)晶器與上下主動輥13-1、13-2間對中度很容易調(diào)整，簡化了操作步驟，可保障鑄錠順利拉出；伺服電機4和減速機5安裝在下主動軸3-1上，可以直接驅(qū)動下主動輥13-2，其驅(qū)動力同時通過下傳動齒輪6-1、下位過渡齒輪6-2、上位過渡齒輪6-3和上傳動齒輪6-4傳給上主動輥13-1，實現(xiàn)上主動輥13-1與下主動輥13-2同時驅(qū)動，共同帶動鑄錠，四個齒輪的傳動比為1∶1∶1∶1，此結(jié)構(gòu)傳動平穩(wěn)，位置準確，電機能同時帶動一組拉坯輥轉(zhuǎn)動，克服了單輥驅(qū)動情況下鑄錠受力不均、易變形、拉不動的缺點。為防止后續(xù)的卷曲、剪切等工序?qū)鞴ば蛟斐刹涣加绊懭缯駝拥?，本裝置設(shè)計了一組定位輥上定位輥19-1和下定位輥19-2，下定位輥19-2輪面為V型溝槽，上定位輥19-1輪面為梯型凸面，兩個輥面都膠合一層橡膠，同樣可實現(xiàn)鑄錠的準確定位并提高鑄錠質(zhì)量，定位輥與鑄錠間的定位夾緊力由定位輥氣缸15提供，定位輥氣缸15上也安裝了一個減壓閥21-2和兩個調(diào)速閥20-3、20-4，可精確調(diào)整壓緊力和壓緊速度，為減少定位夾緊力對拉坯的阻力，上定位輥19-1和下定位輥19-2直徑較小，材質(zhì)為比重較鋼輕的鋁合金。
操作方式為啟動主動輥氣缸10和定位輥氣缸15，將上下主動輥13-1、13-2和上下定位輥19-1、19-2拉開，被拉鑄錠的引錠從兩組輥中穿過，然后調(diào)節(jié)調(diào)速閥和減壓閥，設(shè)定夾緊速度和夾緊壓力，控制氣缸啟動夾緊引錠，其它工序準備妥當后，啟動伺服電動機4，利用上下主動輥與鑄錠間的摩擦力將鑄錠拉出。
本發(fā)明的熱型連鑄的生產(chǎn)工藝流程如下中頻感應爐對母合金熔煉并保溫→冷卻鑄錠→鑄錠成形→啟動特殊拉坯系統(tǒng)引錠→穩(wěn)速下進行熱型連鑄→鑄錠收集。按照這一工藝流程生產(chǎn)出表面光亮、無變形、無劃痕的連續(xù)柱狀晶鑄錠。
實施例1一種Al-1％Si合金的熱型連鑄，工藝如下將Al-1％Si合金在中頻感應爐中熔煉好并在730±50℃保溫，冷卻鑄錠使其在結(jié)晶器中成形，冷卻水流量為800～2000L/hr，啟動特殊拉坯系統(tǒng)引錠，引速在40～100mm/min，待引錠成功后平穩(wěn)加速至100～250mm/min下進行熱型連鑄生產(chǎn)。用此設(shè)備及方法連鑄出的Al-1％Si鑄錠表面光亮、且無變形無劃痕。
實施例2一種無氧銅的熱型連鑄，工藝如下
將無氧銅在中頻感應爐中熔煉好并在1150±50℃保溫，冷卻鑄錠使其在結(jié)晶器中成形，冷卻水流量為800～2000L/hr，啟動特殊拉坯系統(tǒng)引錠，引速在40～100mm/min，待引錠成功后平穩(wěn)加速至100～250mm/min下進行熱型連鑄生產(chǎn)。用此設(shè)備及方法連鑄出的無氧銅鑄錠表面光亮、且無變形無劃痕。
權(quán)利要求
1.一種熱型連鑄設(shè)備，包括底座(1)，電機支架(2)，伺服電動機(4)，支架(8)，主動輥和壓緊力調(diào)整單元，其特征是(1)主動輥包括用于拉坯的、相配合的上、下主動輥(13-1)、(13-2)，所述上、下主動輥由電機帶動同步轉(zhuǎn)動；(2)所述設(shè)備還包括相配合的上、下定位輥(19-1)、(19-2)；(3)所述上主動輥(13-1)和上定位輥(19-1)由壓緊力調(diào)整單元控制上下運動；(4)所述上、下主動輥(13-1)、(13-2)之間配合的工作輪面分別為V型溝槽狀和梯型凸面，所述上、下定位輥(19-1)、(19-2)之間配合的工作輪面也分別為V型溝槽狀和梯型凸面；(5)所述壓緊力調(diào)整單元包括可調(diào)節(jié)的氣缸與可動軸承座固定連接，可動軸承座在對應的滑道內(nèi)作縱向往復運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述壓緊力調(diào)整單元包括上主動輥(13-1)和上定位輥(19-1)分別通過軸承安裝在可動軸承座(12-1)和(12-2)內(nèi)，可動軸承座(12-1)、(12-2)與支架(8)之間通過燕尾槽連接，可動軸承座(12-1)和(12-2)分別與安裝在支架(8)頂端的主動輥氣缸(10)和定位輥氣缸(15)通過螺紋連接，在氣缸的帶動下，兩個可動軸承座(12-1)、(12-2)分別可在相應的滑道(22-1)、(22-2)內(nèi)做縱向往復運動，從而帶動上主動輥(13-1)和上定位輥(19-1)做相應的夾緊和松開運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述上下主動輥(13-1)和(13-2)的傳動系統(tǒng)為采用四輪輪系傳動的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，可在同一電機驅(qū)動下同時轉(zhuǎn)動，帶動鑄錠運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述上下主動輥(13-1)和(13-2)采用四輪輪系傳動，包括上傳動齒輪(6-4)、上位過渡齒輪(6-3)、下位過渡齒輪(6-2)和下傳動齒輪(6-1)，相鄰的下傳動齒輪(6-1)與下位過渡齒輪(6-2)、下位過渡齒輪(6-2)與上位過渡齒輪(6-3)、上位過渡齒輪(6-3)與上傳動齒輪(6-4)分別嚙合連接，下位過渡齒輪(6-2)與上位過渡齒輪(6-3)用連接銷板(7-1)相連，上位過渡齒輪(6-3)與上傳動齒輪(6-4)用連接銷板(7-2)相連，下傳動齒輪(6-1)安裝在下主動軸(3-1)上，下位過渡齒輪(6-2)安裝在下傳動軸(3-2)上，上位過渡齒輪(6-3)安裝在上傳動軸(3-3)上，下主動軸(3-1)、下傳動軸(3-2)和上傳動軸(3-3)安裝在支架(8)上，上傳動齒輪(6-4)通過上主動軸(3-4)安裝在可動軸承座(12-1)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是它還包括安裝在下主動軸(3-1)上的伺服電機(4)和減速機(5)，用以驅(qū)動下主動輥(13-2)，其調(diào)速范圍為2mm/min～18840mm/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述上、下主動輥(13-1)、(13-2)和所述上、下定位輥(19-1)、(19-2)的工作輪面上膠合一層橡膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述上主動輥(13-1)和上定位輥(19-1)的輪面為梯型凸面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述氣缸有調(diào)速閥(20-1)～(20-4)和/或減壓閥(21-1)、(21-2)，用于調(diào)整壓緊力的大小以及壓緊速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是由氣缸提供所述上下主動輥和上下定位輥的夾緊力，所述夾緊力在0～0.8Mpa之間可調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱型連鑄設(shè)備，其特征是所述的熱型連鑄設(shè)備可用于水平連鑄和垂直連鑄。
11.一種利用權(quán)利要求1所述的熱型連鑄設(shè)備所進行的熱型連鑄方法，包括如下步驟中頻感應爐對母合金熔煉并保溫→冷卻鑄錠→鑄錠成形→啟動特殊拉坯系統(tǒng)引錠→穩(wěn)速下進行熱型連鑄→鑄錠收集，其特征是(1)在中頻感應爐內(nèi)熔液溫度控制在高于熔點20～120℃；(2)鑄型冷卻水流量為800～2000L/hr；(3)拉坯系統(tǒng)引錠速度為40～100mm/min；(4)穩(wěn)定熱型連鑄速度為100～250mm/min。
全文摘要
本發(fā)明為一種熱型連鑄設(shè)備，包括底座(1)，電機支架(2)，伺服電動機(4)，支架(8)，主動輥和壓緊力調(diào)整單元，其中主動輥包括用于拉坯的、相配合的上、下主動輥(13－1)、(13－2)，所述上、下主動輥由電機帶動同步轉(zhuǎn)動；該設(shè)備還包括相配合的上、下定位輥(19－1)、(19－2)；上主動輥(13－1)和上定位輥(19－1)由壓緊力調(diào)整單元控制上下運動；上、下主動輥之間配合的工作輪面為V型溝槽狀－梯型凸面，上、下定位輥之間配合的工作輪面也為V型溝槽狀－梯型凸面。本設(shè)備傳動平穩(wěn)，位置準確，電機能同時帶動一組拉坯輥轉(zhuǎn)動，克服了單輥驅(qū)動的缺點。
文檔編號B22D11/06GK1974060SQ20061016482
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者薄希輝, 倪曉俊, 盧志超, 周少雄, 張俊峰, 鄧俊民, 孫克, 李德仁 申請人:安泰科技股份有限公司, 鋼鐵研究總院