CN110947938A

CN110947938A - 真空热壳浇铸装置及工作方法

Info

Publication number: CN110947938A
Application number: CN202010120145.0A
Authority: CN
Inventors: 贾旭东; 贾茜惠
Original assignee: Laizhou Runsheng Petroleum Equipment Co Ltd
Current assignee: Laizhou Runsheng Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2020-04-03

Abstract

本发明公开了一种真空热壳浇注装置及工作方法，包括带有熔炼真空室的熔炼真空罐及带有浇铸真空室的浇铸真空罐，所述熔炼真空罐及浇铸真空罐之间通过真空截止导流装置相连通，所述熔炼真空罐上安装有二次及多次加料装置和金属成分均匀搅拌装置，所述熔炼真空罐内设有熔炼炉，所述金属成分均匀搅拌装置的下方连有石墨搅拌棒，所述石墨搅拌棒位于熔炼真空室内，所述二次及多次加料装置的下端为加料导向管，所述加料导向管的出口位于所述熔炼炉的正上方，所述浇铸真空罐内设有浇铸圆盘，所述浇铸圆盘上放置有热模壳。

Description

真空热壳浇铸装置及工作方法

技术领域

本发明涉及金属浇铸技术领域，特别是涉及一种真空热壳浇注装置。

背景技术

真空浇铸，将在大气中熔炼的金属液，注入真空室内的模壳中浇铸成锭的方法，也叫真空铸锭。可以使金属中的气体含量减到最少，可以防止金属氧化。用此法可以生产要求很高的特殊合金钢铸件和极易氧化的钛合金铸件等。真空铸造费用高，一般多用于冶炼蒸气压力高、易于挥发损失的合金和高质量铸件，铸型不应含有挥发物。

目前，因为金属材料的熔炼与浇铸为两个工序，而现有的真空热壳浇铸装置很难实现熔炼与浇铸分别保持真空且互不影响，浇铸的产品中难免出现气孔，而导致产品质量不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种真空热壳浇铸装置及工作方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种真空热壳浇铸装置，包括带有熔炼真空室的熔炼真空罐及带有浇铸真空室的浇铸真空罐，所述熔炼真空罐及浇铸真空罐之间通过真空截止导流装置相连通，所述熔炼真空罐上安装有二次及多次加料装置和金属成分均匀搅拌装置，所述熔炼真空罐内设有熔炼炉，所述金属成分均匀搅拌装置的下方连有石墨搅拌棒，所述石墨搅拌棒位于熔炼真空室内，所述二次及多次加料装置的下端为加料导向管，所述加料导向管的出口位于所述熔炼炉的正上方，所述浇铸真空罐内设有浇铸圆盘，所述浇铸圆盘上放置有热模壳。

其中，所述二次及多次加料装置包括料筒，所述料筒的上部设有加料装置上盖，所述加料装置上盖上开设有加料口，所述加料口上装有加料口真空阀，所述料筒内设有沿周向方向均匀分布的若干块隔料栅，所述隔料栅的下部设有底圆板，所述底圆板上设有底圆板缺口，所述底圆板的上方沿料筒的轴向方向设有中心轴，所述中心轴从加料装置上盖中向上伸出并与手轮固定连接；所有隔料栅的内侧均与中心轴固定连接，所有隔料栅的外侧均与料筒内壁相接触；所述底圆板缺口的尺寸小于或等于相邻两个隔料栅之间相夹形成的扇形尺寸。

其中，所述加料导向管上设有筒体隔离真空阀。

其中，所述真空截止导流装置包括导流管，所述导流管将所述熔炼真空室和所述浇铸真空室相连通，所述真空截止导流装置还包括导流槽，所述导流槽位于所述熔炼真空室的底部且向所述浇铸真空室的方向倾斜，所述导流槽的末端位于所述导流管的正上方且设有导流出口，所述导流管内固定有导流漏斗，所述导流出口位于导流漏斗的正上方，熔炼后的金属液可通过所述导流漏斗流入所述浇铸真空室。

其中，所述导流管上设有导流真空阀。

其中，所述金属成分均匀搅拌装置包括搅拌棒连接杆，搅拌棒连接杆内设有搅拌棒连接杆冷却水管，所述搅拌棒连接杆的中部设有密封部，所述搅拌棒连接杆的下端与所述石墨搅拌棒连接。

其中，所述密封部包括可摆动软密封胶套，所述可摆动软密封胶套的上端设有JO密封圈安装缸体，JO密封圈安装缸体内设有若干个从上至下紧密排列的JO密封圈，相邻两个JO密封圈之间设有JO密封圈间隔支撑，所述JO密封圈安装缸体的上端设有JO密封圈压盖，所述搅拌棒连接杆依次穿过JO密封圈压盖、JO密封圈和可摆动软密封胶套。

其中，所述熔炼真空罐上远离所述浇铸真空罐的一端设有熔炼真空罐盖；所述熔炼真空罐上设有浇铸真空罐上盖。

其中，所述浇铸真空罐设置于罐体移动小车上，所述罐体移动小车可沿小车轨道移动。

本发明所述的真空热壳浇铸装置的工作方法，具体为：熔炼时，关闭真空截止导流装置上的导流真空阀，抽取真空进行熔炼；当熔炼完成，打开浇铸真空室，将焙烧好的热模壳放入浇铸真空室的浇铸圆盘上；关闭浇铸真空室，抽取真空后，打开真空截止导流装置，将金属液倒入导流槽，通过真空截止导流装置，金属液流入热模壳完成浇铸，转动浇铸圆盘，使下一模壳对准真空截止导流装置，继续浇铸，浇铸完成后，关闭导流真空阀，解除真空，打开浇铸真空室，将产品取出。

同现有技术相比，本发明的突出效果在于：

（1）本发明的真空热壳浇铸装置可以保持金属液在熔炼、加料浇铸过程中所处的真空状态不被破坏，保证产品质量。

（2）其中，金属成分均匀搅拌装置可以在不破坏罐体内真空条件的情况下，通过搅拌使熔炼炉内的金属液各元素混合均匀。二次及多次加料装置可以在保证熔炼真空室真空状态的前提下，向熔炼炉内添加多种熔炼所需原材料。

（3）其中，真空截止导流装置可以保持熔炼时熔炼真空室的真空状态；浇铸时联通熔炼真空室与浇铸真空室，并起到引流作用。

下面结合附图说明和具体实施例对本发明的真空热壳浇铸装置及工作方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明真空热壳浇铸装置的主视图；

图2为图1中“A-A”方向的截面视图；

图3为本发明真空热壳浇铸装置的左视图；

图4为图3中“B-B”方向的截面视图；

图5为二次及多次加料装置处的俯视图；

图6为二次及多次加料装置沿图5中“C-C” 方向的剖视图；

图7为隔料栅与底圆板的俯视图；

图8为真空截止导流装置处的左视图；

图9为图8中“D-D”方向的截面图；

图10为图9中“I”处的局部放大图；

图11为金属成分均匀搅拌装置处的左视图；

图12为图11中“E-E”方向的截面图；

图13为图12中“II”处的局部放大图；

图14为图12中“III”处的局部放大图。

其中，1-熔炼真空罐，11-熔炼真空罐盖，12-熔炼炉，13-石墨搅拌棒，14-熔炼真空室，2-浇铸真空罐，21-浇铸真空罐上盖，22-浇铸圆盘，23-浇铸真空室，3-罐体移动小车，4-小车轨道，100-二次及多次加料装置，101-手轮，102-加料口真空阀，103-加料装置上盖，104-料筒，105-隔料栅，106-底圆板，107-筒体隔离真空阀，108-加料导向管，109-底圆板缺口，200-真空截止导流装置，201-导流槽，202-导流漏斗，203-导流真空阀，204-阀板，300-金属成分均匀搅拌装置，301-搅拌棒连接杆，302-密封部，303-可摆动软密封胶套，304-搅拌棒连接杆冷却水管，305-JO密封圈，306-JO密封圈压盖，307-JO密封圈间隔支撑，308-JO密封圈安装缸体。

具体实施方式

如图1-14所示，一种真空热壳浇铸装置，包括带有熔炼真空室14的熔炼真空罐1及带有浇铸真空室23的浇铸真空罐2，熔炼真空罐1及浇铸真空罐2之间通过真空截止导流装置200相连通，熔炼真空罐1上安装有二次及多次加料装置100和金属成分均匀搅拌装置300，熔炼真空罐1内设有熔炼炉12，金属成分均匀搅拌装置300的下方连有石墨搅拌棒13，石墨搅拌棒13位于熔炼真空室14内，二次及多次加料装置100的下端为加料导向管108，加料导向管108的出口位于熔炼炉12的正上方，浇铸真空罐2内设有浇铸圆盘22，浇铸圆盘22上放置有热模壳。

二次及多次加料装置100包括料筒104，料筒104的上部设有加料装置上盖103，加料装置上盖103上开设有加料口，加料口上装有加料口真空阀102，料筒104内设有沿周向方向均匀分布的若干块隔料栅105，隔料栅105的下部设有底圆板106，底圆板106上设有底圆板缺口109，底圆板106的上方沿料筒104的轴向方向设有中心轴，中心轴从加料装置上盖103中向上伸出并与手轮101固定连接；所有隔料栅105的内侧均与中心轴固定连接，所有隔料栅105的外侧均与料筒104内壁相接触；底圆板缺口109的尺寸小于或等于相邻两个隔料栅105之间相夹形成的扇形尺寸。加料导向管108上设有筒体隔离真空阀107。熔炼时，关闭加料装置与真空熔炼室之间的筒体隔离真空阀，打开加料装置上盖，按照熔炼材料加入的顺序，依次加入到隔料栅隔开的料仓中，加料完毕后将加料装置上盖压紧并用螺栓密封，打开加料口真空阀抽取真空，待抽至真空状态时，关闭加料装置上盖上的加料口真空阀；熔炼需要加料时，打开筒体隔离真空阀，转动手轮，使存有原材料的隔料栅对准料筒内底圆板的缺口，使材料通过筒体隔离真空阀和加料导向管，落入熔炼炉中。

真空截止导流装置200包括导流管，导流管将熔炼真空室14和浇铸真空室23相连通，真空截止导流装置200还包括导流槽201，导流槽201位于熔炼真空室14的底部且向浇铸真空室23的方向倾斜，导流槽201的末端位于导流管的正上方且设有导流出口，导流管内固定有导流漏斗202，导流出口位于导流漏斗202的正上方，熔炼后的金属液可通过导流漏斗202流入浇铸真空室23。如图10所示，导流管上设有带有阀板204的导流真空阀203，导流真空阀203的阀板204的一侧与导流漏斗202固定在一起。导流真空阀203关闭时，阀板204呈水平状态，导流漏斗202也呈水平放置；导流真空阀203打开时，阀板204呈竖直状态，此时导流漏斗202也呈竖直放置。当熔炼时，关闭真空截止导流装置，使真空浇铸室可以独立工作，可以在真空/非真空状态之间切换，保证工人可以在浇铸真空室内搬运热模壳时不会破坏熔炼真空室的真空状态。浇铸时，浇铸真空室达到真空状态后打开真空截止导流装置，打开导流真空阀使阀板和导流漏斗处于竖直位置，通过导流漏斗对金属液进行引流。

金属成分均匀搅拌装置300包括搅拌棒连接杆301，搅拌棒连接杆301内设有搅拌棒连接杆冷却水管304，搅拌棒连接杆301的中部设有密封部302，搅拌棒连接杆301的下端与石墨搅拌棒13连接。密封部302包括可摆动软密封胶套303，，可摆动软密封胶套303的上端设有JO密封圈安装缸体308，JO密封圈安装缸体308内设有若干个从上至下紧密排列的JO密封圈305，相邻两个JO密封圈305之间设有JO密封圈间隔支撑307，JO密封圈安装缸体308的上端设有JO密封圈压盖306，搅拌棒连接杆301依次穿过JO密封圈压盖306、JO密封圈305和可摆动软密封胶套303。使用时，搅拌棒连接杆可以通过密封部滑动，把石墨搅拌棒伸入到熔炼炉中，通过顺时针/逆时针的搅拌，使熔炼炉里的金属液混合均匀。搅拌棒连接杆内可以通水冷却。

熔炼真空罐1上远离浇铸真空罐2的一端设有熔炼真空罐盖11；熔炼真空罐1上设有浇铸真空罐上盖21。浇铸真空罐2设置于罐体移动小车3上，罐体移动小车3可沿小车轨道4移动。

该真空热壳浇铸装置的工作方法：

熔炼时，关闭真空截止导流装置上的导流真空阀，打开熔炼室真空泵，对熔炼真空室抽取真空，进行熔炼；

当熔炼完成，打开浇铸真空室：此时浇铸真空罐下方的油缸顶升装置（位于罐体移动小车的上表面）下落，使浇铸真空罐的下体向下移动，与浇铸真空罐上盖脱离（因为浇铸真空罐上盖与真空截止导流装置、熔炼真空室是固定一体的，因此浇铸真空罐上盖不随浇铸真空罐的下体而移动），浇铸真空罐的下体向下移动至完全落在罐体移动小车上，然后罐体移动小车通过液压装置沿小车轨道平移至一个罐体的位置，此时，浇铸真空室完全打开；

将焙烧好的热模壳放入浇铸真空室的浇铸转盘上；

关闭浇铸真空室：罐体移动小车沿小车轨道回到初始位置，浇铸真空罐下方的油缸顶升装置升起，浇铸真空罐的下体与浇铸真空罐上盖闭合，此时，浇铸真空室完全关闭；

打开浇铸室真空泵，对浇铸真空室抽取真空后，打开真空截止导流装置中的导流真空阀，通过与熔炼炉底部相连的提炉装置，将熔炼炉底部向上提升，使得熔炼炉缓慢做大约90度的旋转倾倒，将金属液倒入导流槽，通过真空截止导流装置，金属液流入热模壳完成浇铸；

转动浇铸圆盘：浇铸圆盘的底部设有减速机，通过控制浇铸真空室之外的动力输入（如电动机、手轮等）从而控制减速机的传动，进而驱动浇铸圆盘左右旋转；

调整模壳的浇口（即模壳上用于流入金属液的口）与浇铸真空室的室壁之间的距离和导流口（即导流漏斗上的金属液流出口）与浇铸真空室的室壁之间的距离相一致，（因为浇铸圆盘只能调整模壳的浇口与导流口之间的左右距离，因此需要在放入模壳时就要固定好二者之间的前后位置），使下一模壳对准真空截止导流装置，继续浇铸，浇铸完成后，关闭导流真空阀，解除真空，打开浇铸真空室（打开方式同上），将产品取出。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种真空热壳浇注装置，其特征在于：包括带有熔炼真空室（14）的熔炼真空罐（1）及带有浇铸真空室（23）的浇铸真空罐（2），所述熔炼真空罐（1）及浇铸真空罐（2）之间通过真空截止导流装置（200）相连通，所述熔炼真空罐（1）上安装有二次及多次加料装置（100）和金属成分均匀搅拌装置（300），所述熔炼真空罐（1）内设有熔炼炉（12），所述金属成分均匀搅拌装置（300）的下方连有石墨搅拌棒（13），所述石墨搅拌棒（13）位于熔炼真空室（14）内，所述二次及多次加料装置（100）的下端为加料导向管（108），所述加料导向管（108）的出口位于所述熔炼炉（12）的正上方，所述浇铸真空罐（2）内设有浇铸圆盘（22），所述浇铸圆盘（22）上放置有热模壳；所述真空截止导流装置（200）包括导流管和导流槽（201），所述导流管上设有导流真空阀（203）。

2.根据权利要求1所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述二次及多次加料装置（100）包括料筒（104），所述料筒（104）的上部设有加料装置上盖（103），所述加料装置上盖（103）上开设有加料口，所述加料口上装有加料口真空阀（102），所述料筒（104）内设有沿周向方向均匀分布的若干块隔料栅（105），所述隔料栅（105）的下部设有底圆板（106），所述底圆板（106）上设有底圆板缺口（109），所述底圆板（106）的上方沿料筒（104）的轴向方向设有中心轴，所述中心轴从加料装置上盖（103）中向上伸出并与手轮（101）固定连接；所有隔料栅（105）的内侧均与中心轴固定连接，所有隔料栅（105）的外侧均与料筒（104）内壁相接触；所述底圆板缺口（109）的尺寸小于或等于相邻两个隔料栅（105）之间相夹形成的扇形尺寸。

3.根据权利要求2所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述加料导向管（108）上设有筒体隔离真空阀（107）。

4.根据权利要求1所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述导流管将所述熔炼真空室（14）和所述浇铸真空室（23）相连通，所述导流槽（201）位于所述熔炼真空室（14）的底部且向所述浇铸真空室（23）的方向倾斜，所述导流槽（201）的末端位于所述导流管的正上方且设有导流出口，所述导流管内固定有导流漏斗（202），所述导流出口位于导流漏斗（202）的正上方，熔炼后的金属液可通过所述导流漏斗（202）流入所述浇铸真空室（23）。

5.根据权利要求1所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述金属成分均匀搅拌装置（300）包括搅拌棒连接杆（301），所述搅拌棒连接杆（301）内设有搅拌棒连接杆冷却水管（304），所述搅拌棒连接杆（301）的中部设有密封部（302），所述搅拌棒连接杆（301）的下端与所述石墨搅拌棒（13）连接。

6.根据权利要求5所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述密封部（302）包括可摆动软密封胶套（303），所述可摆动软密封胶套（303）的上端设有JO密封圈安装缸体（308），JO密封圈安装缸体（308）内设有若干个从上至下紧密排列的JO密封圈（305），相邻两个JO密封圈（305）之间设有JO密封圈间隔支撑（307），所述JO密封圈安装缸体（308）的上端设有JO密封圈压盖（306），所述搅拌棒连接杆（301）依次穿过JO密封圈压盖（306）、JO密封圈（305）和可摆动软密封胶套（303）。

7.根据权利要求1所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述熔炼真空罐（1）上远离所述浇铸真空罐（2）的一端设有熔炼真空罐盖（11）；所述熔炼真空罐（1）上设有浇铸真空罐上盖（21）。

8.根据权利要求1所述的真空热壳浇注装置，其特征在于：所述浇铸真空罐（2）设置于罐体移动小车（3）上，所述罐体移动小车（3）可沿小车轨道（4）移动。

9.权利要求1-8任一所述的真空热壳浇注装置的工作方法，其特征在于：熔炼时，关闭真空截止导流装置上的导流真空阀，抽取真空进行熔炼；当熔炼完成，打开浇铸真空室，将焙烧好的热模壳放入浇铸真空室的浇铸圆盘上；关闭浇铸真空室，抽取真空后，打开真空截止导流装置，将金属液倒入导流槽，通过真空截止导流装置，金属液流入热模壳完成浇铸，转动浇铸圆盘，使下一模壳对准真空截止导流装置，继续浇铸，浇铸完成后，关闭导流真空阀，解除真空，打开浇铸真空室，将产品取出。