專利名稱：：一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，屬于有色金屬加工
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：易氧化合金通常采用真空設備制備，但是生產(chǎn)效率較低。另外真空設備通常采用定模澆鑄，半連續(xù)鑄造時需要破真空，坯錠錠重受到限制。因此非真空熔鑄裝備及工藝在銅合金加工領(lǐng)域受到高度關(guān)注。由于考慮到氣氛保護，因此下引式爐更容易實現(xiàn)熔鑄、保溫、澆鑄一體化。專利200610085210.0(非真空熔煉及澆鑄Cu-OZr合金的方法)、200610085209.8(非真空熔煉易氧化金屬及合金的設備)、200610096327.9(非真空熔煉鑄造易氧化金屬及合金的設備)、200610098355.4(非真空熔煉及澆鑄Cu—Ti合金的方法)中，都涉及到一種易氧化金屬及合金的熔鑄設備，這些熔鑄技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)易氧化元素的非真空熔煉及鑄造，在氣氛保護條件下，實現(xiàn)有效的合金化，并降低合金元素的燒損率。然而，為了達到氣體保護以及隔離熔體、防止氧化的目的，需要提高爐體的密閉性要求，因此加料、觀察、熔體轉(zhuǎn)移、澆鑄等操作過程受到限制，操作靈活性較低。上述技術(shù)方案所涉及的設備中，液流控制分別通過下頂或上壓塞棒方式實現(xiàn)，液流可控性及安全不理想。下頂式塞棒不能有效控制液流，而上壓式塞棒影響加料操作，降低工作效率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)裝備存在的不足，提供一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝備，可方便地實現(xiàn)熔鑄、保溫、澆鑄一體化生產(chǎn)，液流控制穩(wěn)定、均勻可靠。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，包括爐體、爐蓋、坩堝、結(jié)晶器，爐體帶有加熱裝置，給熔煉過程提供能量，爐體內(nèi)部設有坩堝，易氧化金屬及合金在坩堝中進行熔煉，特點是在坩堝底部配有石墨底座，石墨底座上開有工藝孔并與一根豎直方向的澆管相接觸，澆管的上部嵌入石墨底座中并與石墨底座的內(nèi)壁緊密配合，澆管的中心開有流道孔，澆管與石墨底座在不同位置的配合使?jié)补艿牧鞯揽着c石墨底座的工藝孔相通或相閉，并實現(xiàn)流量控制；所述澆管的外緣呈六方形結(jié)構(gòu)、并套置有接套，在爐底上設置有螺柱，壓緊法蘭套置在螺柱上，壓緊法蘭的中心臺階卡住接套，所述螺柱上套置壓緊法蘭后還套有壓緊彈簧并設置調(diào)節(jié)鏈輪，在爐體外側(cè)設置有手輪機構(gòu)，手輪機構(gòu)上安裝有鏈輪，在手輪機構(gòu)的鏈輪上與調(diào)節(jié)鏈輪上套置鏈條；另外，在接套上還連接有旋轉(zhuǎn)手柄；所述澆管的下部與結(jié)晶器緊密配合。進一步地，上述的一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，在結(jié)晶器的外圍安裝有保護罩，保護罩的上端與爐底相連，其側(cè)面開觀察窗。再進一步地，上述的一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，所述爐蓋的內(nèi)側(cè)裝配有保護氣體管路。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在本發(fā)明設計新穎，旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔煉、保溫、澆鑄一體爐，具有穩(wěn)定的液流控制機構(gòu)和氣氛保護系統(tǒng)，能方便的實現(xiàn)熔鑄、保溫、澆鑄一體化生產(chǎn)，液流控制穩(wěn)定、均勻可靠。適用于在非真空條件下制備易氧化金屬及合金坯錠，尤其適合于制備紫銅、易氧化元素銅合金及鋁、鎂合金，設備規(guī)模小、占地空間小、操作簡單、穩(wěn)定可靠，易于進行小批量、多品種合金牌號的生產(chǎn)及中試試驗，經(jīng)濟效益和社會效應顯著，市場前景廣闊。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2:熔煉制備銅合金鑄坯的工藝流程圖。圖中各附圖標記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施例方式本發(fā)明設計了一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)液流控制下弓I熔鑄設備，由內(nèi)套石墨澆管和外套石墨底座構(gòu)成石墨組件開關(guān)，澆管外接轉(zhuǎn)動手柄操縱液流控制機構(gòu)，具有熔鑄、保溫、垂直半連鑄一體化功能，能夠在氣氛保護條件下實現(xiàn)易氧化金屬及合金的非真空熔煉與鑄造。如圖1所示，一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，包括爐體3、爐蓋19、坩堝l、結(jié)晶器13，爐體3帶有感應線圈4，給熔煉過程提供能量，爐體3內(nèi)部設有坩堝1，易氧化金屬及合金在坩堝1中進行熔煉，在坩堝1底部配有石墨底座4，石墨底座4上開有澆口并與一根豎直方向的澆管5相接觸，澆管5的上部嵌入石墨底座4中并與石墨底座4的內(nèi)壁緊密配合，澆管5的中心開有流道孔，澆管5與石墨底座4在不同位置的配合使?jié)补?的流道孔與石墨底座4的澆口相通或相閉，并構(gòu)成大小不同的變流量窗口；所述澆管5的外緣呈六方形結(jié)構(gòu)、并套置有接套6，在爐底18上設置有螺柱16，壓緊法蘭17套置在螺柱16上，壓緊法蘭17的中心臺階孔卡住接套6，所述螺柱16上套置壓緊法蘭17后還套有壓緊彈簧15并由調(diào)節(jié)鏈輪14鎖緊，調(diào)節(jié)鏈輪14的圓周分布有鏈齒，呈鏈輪形結(jié)構(gòu)，在爐體外側(cè)設置有手輪機構(gòu)，手輪機構(gòu)上安裝有鏈輪，在手輪機構(gòu)的鏈輪上與調(diào)節(jié)鏈輪14上套置鏈條。另外，在接套6上還連接有旋轉(zhuǎn)手柄7;所述澆管5的下部與結(jié)晶器13緊密配合，由引錠頭12引出鑄錠。在結(jié)晶器13的外圍安裝有保護罩20，保護罩20的上端與爐底相連，其側(cè)面開觀察窗。爐體3可由驅(qū)動電機9驅(qū)動滾輪11沿軌道10在鑄造平臺上前后移動。坩堝l底部開孔，并與旋轉(zhuǎn)式液流控制機構(gòu)相連，液流控制組件由石墨底座4、澆管5、接套6、轉(zhuǎn)動手柄7、調(diào)節(jié)鏈輪14、壓緊彈簧15、壓緊法蘭17組成。石墨底座4、澆管5均采用石墨材質(zhì)，數(shù)控加工內(nèi)外錐度，石墨底座4上開有工藝孔，石墨底座4與澆管頂端錐面接觸，澆管5頂部開有工藝孔與澆管內(nèi)部的澆道相通，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動手柄7帶動接套6旋轉(zhuǎn)，使?jié)补?轉(zhuǎn)動，當澆管5頂部工藝孔與石墨底座上的工藝孔相通時，液流通道打開，兩工藝孔分離時，液流通道閉合；即通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動手柄7，控制兩工藝孔的啟閉及開口大小，實現(xiàn)液流控制。澆管5與坩堝底部設置了一套手動鎖緊機構(gòu)，由手輪8、調(diào)節(jié)鏈輪14、壓緊彈簧15、壓緊法蘭17構(gòu)成，實現(xiàn)液流控制組件的快速裝卸，并確保密封效果，防止熔體漏出。結(jié)晶器外圍安裝保護罩20，保護罩上端與爐底相連，側(cè)面開觀察窗，并安裝耐熱玻璃，通入惰性氣體或保護性氣氛，防止熔體的吸氣、氧化，通過觀察窗實施鑄造過程的動態(tài)觀察，進行覆蓋操作，保護罩底部開工藝孔，當出現(xiàn)熔體泄漏時可及時將熔體導出道外置砂桶中。選配石墨管向熔體內(nèi)噴吹惰性氣體，實現(xiàn)物理除氣。爐蓋19內(nèi)側(cè)裝配保護氣體管路，爐蓋采用水冷降溫，觀察窗采用耐熱石英玻璃，為了便于觀察，預留多組內(nèi)置金屬窗簾的觀察窗。澆鑄時，澆管5伸入到結(jié)晶器13內(nèi)，鑄造過程澆管底部浸入液面以下。根據(jù)不同合金鑄造過程的保護需求，可以采用敞開式澆鑄、結(jié)晶器液面覆蓋、保護罩氣氛保護等保護措施。采用本發(fā)明裝置熔煉制備活潑元素銅合金鑄坯時，其工藝流程如圖2所示，具體步驟為配料、裝爐——氣體保護——感應熔煉——精煉、脫氧、除氣——合金化、成分檢驗——調(diào)整溫度——半連續(xù)澆鑄。詳細的過程通過以下實施例說明。實施例采用本發(fā)明設備進行Cu-Cr-Zr合金鑄坯非真空熔鑄，成分配比為Cr:0.45wt%，Zr:0.15wt%，Mg:0.05wt°/。，其余為銅，如表1所示。燒損上限分別為Cr:10%，Zr:15%，Mg:20%，Cu:2%。首先清理爐體、烘干，確認液流控制裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，冷卻水工作狀態(tài)正常。將配料裝爐，關(guān)閉爐蓋，通入保護氣體，送電。逐漸調(diào)整送電加熱功率，觀察熔體熔化情況，配料全部熔化后，調(diào)整功率，進入精煉階段。脫氧、除氣并進行合金化。需要嚴格控制合金成分時，從爐蓋加料窗取樣，采用直讀光譜快速檢驗成分，成分合格后準備澆鑄，若成分不達標，則需要進行成分調(diào)整，二次檢驗合格后準備澆鑄。通過調(diào)整功率控制爐溫，需要精確測量爐溫時，可采用一次性插入式熱電偶測溫裝置，測量熔體溫度。熔體溫度達到11501200'C時，打開結(jié)晶器冷卻水，調(diào)整液流控制開關(guān)，開始下引半連續(xù)鑄造。表1Cu-Cr-Zr合金非真空熔鑄配比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>綜上所述，本發(fā)明設計獨特、結(jié)構(gòu)新穎，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔煉、保溫、澆鑄一體爐，具有穩(wěn)定的液流控制機構(gòu)和氣氛保護系統(tǒng)，能方便的實現(xiàn)熔鑄、保溫、澆鑄一體化生產(chǎn)，液流控制穩(wěn)定、均勻可靠。適用于在非真空條件下制備易氧化金屬及合金坯錠，尤其適合于制備易氧化元素銅合金及鋁、鎂合金，設備規(guī)模小、占地空間小、操作簡單、穩(wěn)定可靠，易于進行小批量、多品種合金牌號的生產(chǎn)及中試試驗。需要理解到的是上述說明并非是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)，所進行的添加、變換、替換等，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，包括爐體(3)、爐蓋(19)、坩堝(1)、結(jié)晶器(13)，爐體(3)帶有加熱裝置給熔煉過程提供能量，爐體(3)內(nèi)部設有坩堝(1)，金屬及合金在坩堝(1)中進行熔煉，其特征在于在坩堝(1)底部配有石墨底座(4)，石墨底座(4)上開有工藝孔并與一根豎直方向的澆管(5)相接觸，澆管(5)的上部嵌入石墨底座(4)中并與石墨底座(4)的內(nèi)壁緊密配合，澆管(5)的中心開有流道孔，澆管(5)與石墨底座(4)在不同位置的配合使?jié)补?5)的流道孔與石墨底座(4)的工藝孔相通或相閉；所述澆管(5)的外緣呈六方形結(jié)構(gòu)、并套置有接套(6)，在爐底(18)上設置有螺柱(16)，壓緊法蘭(17)套置在螺柱(16)上，壓緊法蘭(17)的中心臺階卡住接套(6)，所述螺柱(16)上套置壓緊法蘭(17)后還套有壓緊彈簧(15)并設置調(diào)節(jié)鏈輪(14)，在爐體外側(cè)設置有手輪機構(gòu)，手輪機構(gòu)上安裝有鏈輪，在手輪機構(gòu)的鏈輪上與調(diào)節(jié)鏈輪(14)上套置鏈條；另外，在接套(6)上還連接有旋轉(zhuǎn)手柄(7)；所述澆管(5)的下部伸入結(jié)晶器(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，其特征在于在結(jié)晶器(13)的外圍安裝有保護罩(20)，保護罩(20)的上端與爐底相連，其側(cè)面開觀察窗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，其特征在于所述爐蓋(19)的內(nèi)側(cè)裝配有保護氣體管路。全文摘要本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)開關(guān)式下引熔鑄裝置，在坩堝底部配有石墨底座，石墨底座上開有工藝孔并與一根豎直方向的澆管相接觸，澆管的中心開有流道孔，澆管與石墨底座在不同位置的配合使?jié)补艿牧鞯揽着c石墨底座的工藝孔相通或相閉，實現(xiàn)流量控制；澆管的外緣呈六方形結(jié)構(gòu)、并套置轉(zhuǎn)動手柄，在爐底上設置螺柱，壓緊法蘭套置在螺柱上，壓緊法蘭的中心臺階卡住接套，螺柱上套置壓緊法蘭后還套有壓緊彈簧并由調(diào)節(jié)鏈輪鎖緊；澆管的下部與結(jié)晶器緊密配合。本發(fā)明裝置具有穩(wěn)定的液流控制機構(gòu)和氣氛保護系統(tǒng)，能方便的實現(xiàn)熔鑄、保溫、澆鑄一體化生產(chǎn)，液流控制穩(wěn)定、均勻可靠，適用于在非真空條件下制備純金屬、易氧化金屬及合金坯錠。文檔編號B22D47/00GK101412110SQ20081023524公開日2009年4月22日申請日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日發(fā)明者向朝建,朱永兵,李華清,陳忠平申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司