[发明专利]合金坯料的真空连续铸造装置及其铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金坯料的铸造技术，具体地说是合金坯料的真空连续铸造装置及其铸造方法。

背景技术

合金坯料的铸造技术，属于耐热合金、耐蚀合金、电热合金、超纯合金、高温合金等特殊合金棒、管、板、线、丝材、型材生产母合金和精密铸造用母合金熔炼获得的专业领域。

目前耐热合金、电热合金、超纯耐蚀合金、记忆合金、高温合金坯料（母合金）等生产工艺是将在真空状态下熔炼合格的合金液体倒入预先烘烤好的钢锭模中，待降温以后破真空运输到厂房内，然后用车床切冒口、扒外皮、送到锻造车间进行锻打到方坯。

使用原工艺有25%以上的冒口需要切掉回炉重新熔炼。

使用原工艺因用铸铁钢锭模铸造合金坯，坯料表面粗糙，需要扒掉一层外皮损失5%的合金，而采用现在使用的结晶器是在水冷方铜管内镀一层铬光滑耐磨，拉拔连铸的特殊合金坯料表面光滑不用再增加一次扒皮工序。

使用原工艺需要对坯料进行加热锻打加工，需要增加加工成本1000元/吨以上。

使用原工艺需要增加钢锭模、浇注杯、涂料等易耗品，还需要车床、锯床、大功率电加热炉、大吨位的液压锤、快锻锤、大型送取料机、大型机械人操作机等设备投入。

发明内容

本发明的目的在于提供合金坯料的真空连续铸造装置及其铸造方法，克服现有耐热合金、耐蚀合金、电热合金、超纯合金、高温合金等特殊合金棒、管、板、线、丝材、型材生产技术中的加工工序复杂、工序材料消耗过大、成才率低，生产成本高的不足，利用单点振动结晶器进行合金坯料的连续铸造以满足特殊合金连续铸造要求，避免了产生合金锭冒口、表皮切削、锻打到方坯的加工程序，减少了多次加热形成的电耗和热能损失，避免了大型锻锤产生的高分贝噪音污染和较大的设备投资，可以降低成本30%以上。

为了达成上述目的，本发明提供了如下技术方案：合金坯料的真空连续铸造装置，包括熔炼室、铸型室，其中熔炼室内设置熔炼系统，铸型室内依次设置钢水浇筑系统与收集系统；所述熔炼室与主真空系统通过管路和阀门相连，铸型室与辅真空系统通过管路和阀门相连；所述熔炼室与铸型室之间用主辅真空隔离阀隔开。

所述主真空系统辅真空系统均配有真空仪表及充放气系统以显示和调节真空度。

所述熔炼室由立式炉体、炉盖组成，炉体、炉盖均为双层水冷金属壁结构，内壁为不锈钢，炉盖依靠液压缸压紧炉体并由密封胶圈密封；所述熔炼室配有熔炼材料振捣系统。

所述熔炼系统主要包括熔炼室内安装的中频感应线圈，中频感应线圈内放置熔化合金用的坩埚。

所述钢水浇筑系统设置在回转平移系统后方，所述回转平移系统前方设置有提升系统，提升系统前方与熔炼室之间设置有输送系统。

所述钢水浇筑系统后方设置有一冷结晶系统和二冷凝固系统，所述一冷结晶系统和二冷凝固系统之间设置有引导系统，所述二冷凝固系统后方设置有引锭拉矫系统。

所述收集系统包括初始收集装置和坯料收集箱，所述初始收集装置和坯料收集箱之间设置有闸门，所述初始收集装置前方还设置有定尺剪断系统。

为了达成上述另一目的，本发明提供了如下技术方案：合金坯料的真空连续铸造装置进行连续铸造的方法，其步骤为：在熔炼室中装有合金材料的坩埚由中频感应加热电源通过感应线圈熔炼，将熔化后的合金液体倾倒到钢水包中，钢水包通过输送系统到回转平移系统，然后通过提升系统将钢水包提升到回转平移系统上，然后旋转到连铸室中，同时将钢水空包送到熔炼室中继续盛放熔化后的合金液体，转到连铸室中的钢水包，在接入一冷结晶系统接口时启动震动开关后打开引导系统进行牵引、引锭拉矫系统矫直、定尺剪断系统剪切合金坯料后，传送到初始收集装置中，再通过闸门破真空将定尺后的坯料转移到坯料收集箱中，等待水冷或风冷；以上所有过程均在真空状态下全自动化完成。

所述熔炼室熔化有毒性的金属时，通过主真空系统，把毒气排除到室外，进行无公害处理。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

在真空冶炼的同时完成真空连铸，有效控制传统真空冶炼后浇筑及运输过程中产生的损耗，提高产量，有效解决冒口等二次重熔造成的浪费，及传统铸造所产生的表面处理造成的成本损失。特殊合金的连续铸造装置利用真空预处理、实现合金铸坯顺序凝固，并剪切成统一的尺寸如1.2m--3m可有效提升材料利用效率，实现近终净形铸造坯料提供空间。

振动机构采用机械方式，通过偏心机构提供激振力和振动幅度，通过变频电机调整振动频率，使不同浇注材料均能通过结晶器顺序结晶、拉拔、剪切获得理想的铸件坯料和轧制坯料。