[发明专利]一种用于打印钢锭的增材制造系统

权利要求书

1.一种用于打印钢锭的增材制造系统，其特征在于，增材制造材料为：钢水熔体，其具体结构包括用于承装钢水熔体的钢包、操作台、底板、喷头组件以及设置于底板上的由左右两部分拼装而成的初始模；所述钢包通过料管与所述喷头组件连接；所述底板安装于所述操作台上，所述喷头组件通过导轨组件设置于所述底板上方；

所述初始模包括钢锭模、注入管；所述钢锭模包括环形模腔；所述注入管位于所述钢锭模的轴线上，注入管的出料口设有环形部；所述环形部的末边缘延伸入所述钢锭模的环形模腔内；所述环形部与所述底板形成的缝隙为用于钢水向环形模腔的方向流动的通道；所述钢锭模的外环处设有底盘；所述底盘贴合于所述底板上，所述底盘的外边缘位于钢锭模外，内边缘位于环形模腔内；所述底盘的内边缘和所述环形部的外边缘形成的缝隙为模腔气口；注入管的入料口呈漏斗状，所述钢锭模由上至下模腔内径逐渐增大，所述环形模腔内填充惰性气体，所述环形模腔的顶部设有单向排气阀；

通过初始模，喷头组件通过注入管的入料口注入钢水熔体，钢水熔体由注入管进入，从注入管的出料口排出，经过通道流入到模腔气口处，环形模腔内充满惰性气体，通道内的钢水熔体量少，且底板初始温度为室温，到达0.3固相分数之后通过机械臂方式，将初始模整体移除后，底板上会遗留基底；

所述的喷头组件的喷制方式为由外至内圆形喷制，具体为：打印过程中为一层一层进行打印；同时底板开始作圆周运动，完成外围一圈钢水熔体导入后，在上一圆圈内侧导入钢水熔体，逐步缩小圆周运动的半径，直到中心位置；

所述钢包包括：

由上至下依次为包沿砖、渣线砖、包壁砖及包底砖；

所述包底砖开设排出口，所述排出口安装流量控制阀；

所述包底砖包括：耐冲击部、环侧部、排口部；

流量控制系统：所述流量控制系统的输出端与所述流量控制阀连接；

所述耐冲击部位于钢包的底部中心位置；所述环侧部设置于耐冲击部的外侧，内侧与耐冲击部连接，外侧与包壁砖的内侧壁连接；所述耐冲击部的砖体为实心砖；所述环侧部的砖体为空心砖；所述耐冲击部的下表面设有网状金属支撑体，所述网状金属支撑体的边缘呈散射状伸出若干连接件与所述包壁砖的外侧壁连接；所述排口部位于所述环侧部内，所述排出口开设于所述排口部内；

所述流量控制系统包括：控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、流量计；所述第一温度传感器设置于钢包内；所述第二温度传感器与所述流量计设置于料管上，所述控制器的输入端分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述流量计连接，所述控制器的输出端与所述流量控制阀连接；

其中：

其中Q为当前流量，Q`为设定流量；T_腔为当前时间的钢包内腔的钢水温度，T′_腔为T_腔的上一单位时间的钢包内腔的钢水温度，T″_腔为T′_腔的上一单位时间的钢包内腔的钢水温度；T_管为当前时间的料管内钢水温度，T′_管为T_管的上一单位时间的料管内钢水温度；T″_管为T′_管的上一单位时间的料管内钢水温度；n为设定转速，n′为实际转速；R为当前打印直径，R′为R的上一直径。

2.如权利要求1所述的一种用于打印钢锭的增材制造系统，其特征在于：还包括：所述喷头组件的喷口口径为10mm。

3.如权利要求2所述的一种用于打印钢锭的增材制造系统，其特征在于：所述喷头组件喷制的单层钢饼厚度为10mm。

4.如权利要求3所述的一种用于打印钢锭的增材制造系统，其特征在于：打印钢锭斜度为1：10。

5.如权利要求4所述的一种用于打印钢锭的增材制造系统，其特征在于：R′-R＝10mm。