一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103752782 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103752782 A (21)申请号 201410065712.1 (22)申请日 2014.02.26 B22D 11/045(2006.01) B22D 11/06(2006.01) (71)申请人 山西银光华盛镁业股份有限公司 地址 043800 山西省运城市闻喜县姚村工业 园中路 1 号 (72)发明人 王彤 崔凯 刘涛 张红芳 (74)专利代理机构 重庆博凯知识产权代理有限 公司 50212 代理人 伍伦辰 (54) 发明名称 一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统 (57) 摘要 本发。

2、明公开了一种对辊式小尺寸铸锭水平连 续铸造系统， 包括引流部分结构、 成形部分结构和 冷却系统， 引流部分结构包括储液件、 储液槽和流 嘴， 储液槽和引流件相接并用于进液， 流嘴出口端 和成形部分结构相接 ； 成形部分结构包括一对外 周表面贴合设置的圆筒形的辊模， 两个辊模外周 表面中部均具有一圈内凹的成形用凹槽且使得两 个辊模贴合处形成一成形孔， 所述成形孔和所述 流嘴出口端相接 ； 两个辊模通过传动机构能够被 带动相对旋转。 本发明具有结构简单紧凑， 占用空 间小， 铸造效率高， 表面质量好等优点， 特别适用 于镁及镁合金、 铝及铝合金、 铜及铜合金、 钢铁等 材质小尺寸铸锭的水平连续铸造。

3、。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103752782 A CN 103752782 A 1/1 页 2 1. 一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 包括引流部分结构、 成形部分结构和冷 却系统， 其特征在于， 所述引流部分结构包括一个储液件， 储液件上具有水平布置且相接的 储液槽和流嘴， 储液槽和引流件相接并用于进液， 流嘴出口端和成形部分结构相接 ； 所述成 形部分结构， 包括各自呈圆筒形且外周表面贴合设置的上辊模和下辊模，。

4、 两个辊模外周表 面中部均具有内凹的成形用凹槽且使得两个辊模贴合处形成至少一个成形孔， 所述成形孔 和所述流嘴出口端相接 ； 两个辊模通过传动机构能够被带动相对旋转 ； 所述冷却系统包括 蓄水池和与蓄水池相连且位于两个辊模内部的辊模水冷机构。 2. 如权利要求 1 所述的对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 其特征在于， 所述辊模 水冷机构包括位于两个辊模中部的转轴， 转轴为空心轴且通过支架和辊模固定实现支撑， 转轴一端和一连通到蓄水池的水管对接， 水管上设置有水泵， 转轴上正对辊模外部成形孔 位置有一段含若干喷水孔的出水段， 喷水孔绕转轴周向均匀布置。 3. 如权利要求 2 所述的对辊式小尺寸。

5、铸锭水平连续铸造系统， 其特征在于， 所述冷却 系统还包括辊模接水结构， 所述辊模接水结构包括一个位于下辊模下方的接水池， 下辊模 竖直方向上的投影落入到接水池开口范围内， 所述接水池和所述蓄水池相连形成水路循 环。 4. 如权利要求 3 所述的对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 其特征在于， 所述辊模 接水结构还包括两个分别位于下辊模两端的两个接水盒， 两个接水盒位于下辊模转轴上方 位置且开口向上设置， 上辊模两端端面水平延伸出下辊模两端端面位置且在竖直方向的投 影完全落入到两个接水盒开口内， 接水盒底部通过管道和接水池相连。 5. 如权利要求 4 所述的对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 。

6、其特征在于， 所述两个 接水盒外侧边向上延伸到上辊模两端端面在水平方向的投影范围内。 6. 如权利要求 1 所述的对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 其特征在于， 所述冷却 系统， 还包括铸锭冷却机构， 所述铸锭冷却机构， 包括位于辊模成形孔前方呈中空环形结构 的冷水套， 冷水套内径大于成形孔且竖向位于成形孔正前方位置， 冷水套套体自身为环形 的中空结构且通过管道和所述蓄水池连通靠蓄水池供水， 冷水套套体内表面沿周向设置有 若干出水孔， 冷水套下方和位于下部的辊模之间设置有将两者隔开的挡水板， 所述挡水板 沿竖直方向上的投影落入到和蓄水池相连的接水池内。 7. 如权利要求 1 所述的对辊式小尺。

7、寸铸锭水平连续铸造系统， 其特征在于， 所述储液 件内位于储液槽和流嘴之间还设置有滤网。 权 利 要 求 书 CN 103752782 A 2 1/5 页 3 一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统 技术领域 0001 本发明涉及铸锭生产领域， 具体涉及一种小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 适用于 镁及镁合金、 铝及铝合金、 铜及铜合金、 钢铁等材质小尺寸铸锭的水平连续铸造。 背景技术 0002 铸锭是金属液熔化后凝固得到的一种金属加工材料， 镁及镁合金、 铝及铝合金、 铜 及铜合金、 钢铁等材料的铸锭， 作为压力加工前配料， 对于变型产品的生产有着不可替代的 作用。 0003 目前镁及镁合金、 铝。

8、及铝合金、 铜及铜合金等材质铸锭的连续铸造， 均采用 半连续铸造的方式。半连续铸造全称为立式半连续直接水冷铸造 （vertical direct chillcasting） ， 简称DC铸造,1933年由法国人Junghaus首先研制成功。 所谓半连续铸造， 其铸造过程是 ： 把金属液浇入外壁用水冷却的 “结晶器” 中， 金属液由于冷却作用而凝固结 晶， 在靠近结晶器壁的金属液便结晶成一层硬壳。此时由于铸造机底座的牵引力及铸锭本 身的重力作用， 已经凝固的那一段铸锭便逐步慢速下降， 当其离开结晶器壁后， 立即受来自 结晶器下方的强烈的二次冷却水的冷却作用， 使铸锭中的结晶不断进行， 并由外周向。

9、中心 发展。 随着冷却水不断地将热量带走， 铸锭进一步冷却并逐步下降， 直到实现这一根铸锭凝 固结晶的整个过程， 从而实现铸锭生产的连续进行。 当一次铸造完成后 （达到铸造机铸造极 限） ， 中止铸造过程， 吊出铸锭， 再进行下一个铸造过程。这种半连续铸造方式， 难以实现连 续化生产， 铸锭长度受到铸造机铸造能力限制。 同时， 其铸造时受到结晶器自身工作原理的 限制， 铸造效率非常低， 铸锭表面质量较差。 0004 钢铁连续铸造， 目前采用较多的是 “立式连铸弧形区校直区” 的生产方式。该 方式需要建造高大的厂房、 巨大的设备， 投资大， 设备检修及维修难度较大。 0005 故如何设计一种结构。

10、简单， 体积小巧， 同时铸造效率高， 铸锭表面质量好的连续铸 造系统， 成为有待考虑解决的问题。 发明内容 0006 针对上述现有技术的不足， 本发明所要解决的技术问题是 ： 如何提供一种结构简 单紧凑， 占用空间小， 铸造效率高， 表面质量好的对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统。使 其特别适用于镁及镁合金、 铝及铝合金、 铜及铜合金、 钢铁等材质小尺寸铸锭的水平连续铸 造。 其中小尺寸是指直径40200mm圆铸锭或横截面积14003000mm2的圆铸锭或矩形铸锭。 0007 为了解决上述技术问题， 本发明采用了如下的技术方案 ： 一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 包括引流部分结构、 成形。

11、部分结构和冷却 系统， 其特征在于， 所述引流部分结构包括一个储液件， 储液件上具有水平布置且相接的储 液槽和流嘴， 储液槽和引流件相接并用于进液， 流嘴出口端和成形部分结构相接 ； 所述成形 部分结构， 包括各自呈圆筒形且外周表面贴合设置的上辊模和下辊模， 两个辊模外周表面 中部均具有内凹的成形用凹槽且使得两个辊模贴合处形成至少一个成形孔， 所述成形孔和 说 明 书 CN 103752782 A 3 2/5 页 4 所述流嘴出口端相接 ； 两个辊模通过传动机构能够被带动相对旋转 ； 所述冷却系统包括蓄 水池和与蓄水池相连且位于两个辊模内部的辊模水冷机构。 0008 本发明使用时， 熔液从引流。

12、件进入到储液件内， 经储液件中储液槽和流嘴进入到 两个辊模中间成形孔内， 受到冷却， 在成形孔内挤压成形出截面和成形孔形状一致的棒形 铸锭， 实现了水平方向的连续铸造成形。具有结构简单紧凑， 占用空间小， 铸造效率高的特 点。同时， 本发明中采用一对相对滚动结构的辊模实现水平连续成形， 为滚动式成形， 成形 过程中产生微量轧制效果， 提高铸锭质量， 同时成形过程中， 辊模旋转其表面的成形用凹槽 外露， 可以方便实现连续润滑和冷却， 使得铸锭和成形部件之间接触距离不但短而且润滑 效果极佳， 使得铸锭表面质量提升。 故本发明和现有的结晶器成形方式相比， 改进了整个成 形的原理， 根本上提高了棒形铸。

13、锭的成形质量和表面效果。 0009 作为优化， 所述辊模水冷机构包括位于两个辊模中部的转轴， 转轴为空心轴且通 过支架和辊模固定实现支撑， 转轴一端和一连通到蓄水池的水管对接， 水管上设置有水泵， 转轴上正对辊模外部成形孔位置有一段含若干喷水孔的出水段， 喷水孔绕转轴周向均匀布 置。 0010 这种水冷结构和辊模自身结构结合为一体， 不增加过多的构件， 使其结构紧凑而 轻便， 节省了成本， 其使用时采用冷却水从辊模内部沿周向对整个成形用凹槽的位置进行 冷却， 确保凹槽旋转至成形孔时具有较低的温度， 能够快速高效地实现对成形孔内铸锭的 冷却， 保证了铸锭的成形效果， 保证辊模滚压成形的可行性。 。

14、0011 作为进一步优化， 所述冷却系统还包括辊模接水结构， 所述辊模接水结构包括一 个位于下辊模下方的接水池， 下辊模竖直方向上的投影落入到接水池开口范围内， 所述接 水池和所述蓄水池相连形成水路循环。 0012 这样优化后， 本冷却系统实现了冷却水循环利用， 具有良好的可持续性且避免了 浪费。 0013 进一步地， 所述辊模接水结构还包括两个分别位于下辊模两端的两个接水盒， 两 个接水盒位于下辊模转轴上方位置且开口向上设置， 上辊模两端端面水平延伸出下辊模两 端端面位置且在竖直方向的投影完全落入到两个接水盒开口内， 接水盒底部通过管道和接 水池相连。 0014 这样， 可以使得上辊模两端流。

15、出的冷却水流入到接水盒内再流入到接水池中， 使 得上辊模两端流出的冷却水进入冷却水循环系统， 避免上辊模两端流出的冷却水流到下辊 模的转轴上， 对辊轴造成损坏， 确保下辊模转轴的正常运转。 0015 更好地， 还可以将所述两个接水盒外侧边向上延伸到上辊模两端端面在水平方向 的投影范围内。 0016 这样可以确保两个接水盒的接水效果， 避免冷却水从中溅出滴落到下辊模转轴 上， 提高对下辊模转轴的保护效果。 0017 作为另一优化， 所述冷却系统， 还包括铸锭冷却机构， 所述铸锭冷却机构， 包括位 于辊模成形孔前方呈中空环形结构的冷水套， 冷水套内径大于成形孔且竖向位于成形孔 正前方位置， 冷水套。

16、套体自身为环形的中空结构且通过管道和所述蓄水池连通靠蓄水池供 水， 冷水套套体内表面沿周向设置有若干出水孔， 冷水套下方和位于下部的辊模之间设置 有将两者隔开的挡水板， 所述挡水板沿竖直方向上的投影落入到和蓄水池相连的接水池 说 明 书 CN 103752782 A 4 3/5 页 5 内。本申请中方向定位为， 以本系统工作时， 铸锭流动的方向为前方， 相反方向为后方。 0018 这样优化后， 进一步设置了铸锭冷却机构， 对伸出成形孔后的铸棒进一步采用冷 水套直接沿环形喷水冷却， 快速地让铸棒内部实现凝固， 巩固和确保成形效果。 设置的挡水 板可以避免， 冷却水滴落到下辊模上对成形造成影响， 。

17、确保成形效果。 同时冷水套用水也和 冷却系统实现循环， 具有良好的可持续性且避免了浪费。 0019 作为另一优化， 所述储液件内位于储液槽和流嘴之间还设置有滤网。滤网可以过 滤掉杂质， 提高铸锭质量。 0020 综上所述， 本发明具有结构简单紧凑， 占用空间小， 铸造效率高， 表面质量好等优 点， 其特别适用于镁及镁合金、 铝及铝合金、 铜及铜合金、 钢铁等材质小尺寸铸锭的水平连 续铸造。 附图说明 0021 图 1 为本发明的结构示意图。 0022 图 2 为图 1 的左视图。 具体实施方式 0023 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。 0024 具体实施时 ： 如图 1 和图 2 所。

18、示 ： 一种对辊式小尺寸铸锭水平连续铸造系统， 包括引流部分结构、 成形部分结构和冷却 系统， 其中， 所述引流部分结构包括一个储液件 1， 储液件 1 上具有水平布置且相接的储液 槽2和流嘴3， 储液槽2和引流件4相接并用于进液， 流嘴3出口端和成形部分结构相接 ； 所 述成形部分结构， 包括各自呈圆筒形且外周表面贴合设置的上辊模 51 和下辊模 52， 两个辊 模5外周表面中部均具有内凹的成形用凹槽且使得两个辊模5贴合处形成至少一个成形孔 6， 所述成形孔 6 和所述流嘴 3 出口端相接 ； 两个辊模通过传动机构能够被带动相对旋转 ； 所述冷却系统包括蓄水池 7 和与蓄水池 7 相连且位于。

19、两个辊模内部的辊模水冷机构。所述 辊模水冷机构包括位于两个辊模中部的转轴8， 转轴8为空心轴且通过支架和辊模5固定实 现支撑， 转轴 8 一端和一连通到蓄水池 7 的水管 9 对接， 水管 9 上设置有水泵 10， 转轴 8 上 正对辊模外部成形孔位置有一段含若干喷水孔 11 的出水段， 喷水孔 11 绕转轴 8 周向均匀 布置。所述冷却系统还包括辊模接水结构， 所述辊模接水结构包括一个位于下辊模 52 下方 的接水池 12， 下辊模 52 竖直方向上的投影落入到接水池 12 开口范围内， 所述接水池 12 和 所述蓄水池 7 相连形成水路循环。 0025 所述辊模接水结构还包括两个分别位于下。

20、辊模两端的两个接水盒 19， 两个接水盒 19 位于下辊模 52 转轴上方位置且开口向上设置， 上辊模 51 两端端面水平延伸出下辊模 52 两端端面位置且在竖直方向的投影完全落入到两个接水盒 19 开口内， 接水盒 19 底部通过 管道和接水池相连。所述两个接水盒 19 外侧边向上延伸到上辊模两端端面在水平方向的 投影范围内。 0026 所述冷却系统， 还包括铸锭冷却机构， 所述铸锭冷却机构， 包括位于辊模成形孔前 方呈中空环形结构的冷水套 13， 冷水套 13 内径大于成形孔且竖向位于成形孔正前方位置， 冷水套 13 套体自身为环形的中空结构且通过管道和所述蓄水池 7 连通靠蓄水池 7 供。

21、水， 冷 说 明 书 CN 103752782 A 5 4/5 页 6 水套 13 套体内表面沿周向设置有若干出水孔， 冷水套 13 下方和位于下部的辊模之间设置 有将两者隔开的挡水板14， 所述挡水板14沿竖直方向上的投影落入到和蓄水池7相连的接 水池 12 内。具体实施时， 冷水套套在前行的铸锭外部对铸锭实现喷水冷却， 同时冷水套可 以设置为多个， 提高冷却效果。 0027 具体实施时， 所述储液件内位于储液槽和流嘴之间还设置有滤网。 0028 具体实施时， 所述成形孔 6 可以是一个， 也可以是并列设置的多个成形孔， 进一步 提高铸造效率。 0029 具体实施时， 所述引流件 4 优选为。

22、倒液管， 也可以是倒液槽等构件。 0030 具体实施时， 还可以进一步设置储液槽液面控制装置， 所述储液槽液面控制装置， 包括一个位于储液槽上方用于检测储液槽液面高度的激光测距探头 18， 还包括出液控制机 构， 所述引流件 4 为倒液管时， 所述出液控制机构可以是包括一个和倒液管出液口匹配的 锥体形堵头 17， 锥体形堵头 17 尖端部正对倒液管出液口设置且底部和一位于液面上方的 伸缩机构 16 相连， 所述伸缩机构 16 的动力部分和激光测距探头 18 相联动控制， 使得可以 根据检测液面高度控制伸缩机构伸缩进而控制倒液管出液口开合量， 确保储液槽液面为所 需液面高度。这样可以更好地确保铸。

23、造过程更加平稳有序， 确保铸锭质量。 0031 具体实施时， 所述两个辊模的传动机构 （图中未显示） 可以是设置一对固定在辊模 的转轴上且相互啮合的齿轮并靠电机带动相对旋转， 也可以是两根转轴上单独设置传动机 构。 具体实施时， 两根转轴两端各自设置在一对轴承上， 位于下方的转轴可以安装在一对固 定设置的轴承上， 位于上方的转轴两端的轴承可以安装在一个能够向下施力的压下装置的 施力端， 这样靠压下装置向下施力确保两个辊模圆周面相互贴紧， 避免辊模之间造成金属 液泄漏， 更好地确保成形过程的顺利， 保证铸锭质量。 0032 具体实施时， 成形部分结构前方还可以进一步设置牵引装置实现对铸锭的牵引 。

24、（图中未显示） ， 这样辊模对铸锭并不施加前进动力， 而是辊模转动线速度与牵引速度同步， 保障辊模与铸锭最小摩擦力， 牵引装置可以是具有一系列用于夹持铸锭的夹持辊， 靠夹持 辊夹持住铸锭后由传动机构带动， 从而带动铸锭向前运动 ； 牵引装置上还可以设置一个引 锭头， 用于第一次出液成形时堵住成形孔出口以方便首次铸锭成形。上述牵引装置的具体 结构可以和现有技术一致只是方向为水平方向设置， 故不在此详述其具体结构。 0033 具体实施时， 牵引装置相邻位置还应该设置同步锯实现同步切断 （图中未显示） 。 同步锯为现有技术， 具体结构不在此详述。 0034 本发明的铸造系统可以实现镁及镁合金、 铝及。

25、铝合金、 铜及其合金、 钢铁等材料小 尺寸铸锭的水平铸造。 其中， 采用上下辊模相互啮合的方式， 使上下辊模的凹槽配合形成模 腔， 作为铸锭产品横断面形状的成型空间。 同时采用上下辊模相对啮合滚动的方式， 区别于 传统 （半） 连续铸造所用固定结晶器， 可以减小辊模成形面与铸锭之间的摩擦力， 改善铸锭 表面质量。同时， 还可以实现辊模成形面与铸锭之间的连续润滑， 改善铸锭表面质量。 0035 本发明使用时， 具有以下特点 ： 1、 金属液体通过倒液管或流槽进入辊模前储液槽。 0036 2、 储液槽液面高度根据工艺提前设定， 由铸造速度、 液面控制装置控制液流大小 实现。 0037 3、 金属液。

26、在经过过滤滤网后， 由储液槽送流流嘴送入上下辊模啮合以及引锭头 说 明 书 CN 103752782 A 6 5/5 页 7 （前期成形铸锭） 组成的模腔内。 0038 4、 储液槽流嘴与辊模通过形状啮合及配合密封， 可以利用弹簧或其他施力装置， 保障流嘴与辊模有一定的接触压力， 利用液体具有一定粘度， 防止合金液从流嘴与辊模的 配合间隙泄漏。 0039 5、 上下辊模成形面及引锭头 （前期成形铸锭） 吸收金属液热量， 使金属液凝固成 形。 0040 6、 上下辊模通过压紧装置保障辊模水平程度及保障上下辊模良好接触防止镁液 进入上下辊模间隙形成飞边。 0041 7、 金属液凝固成铸锭后， 随着辊模转动及铸锭牵引装置， 离开成形区， 并与辊模分 离， 实现脱模。 0042 8、 空心多孔辊轴， 对辊模进行喷淋冷却， 带走辊模吸收的金属液热量， 并从辊模两 端流出。 0043 9、 由冷水套对成形后的铸锭进行二次冷却， 促进铸造过程进行。 0044 10、 牵引装置牵引引锭头 （铸锭） 促进铸锭脱模。 0045 11、 同步锯在铸锭达到一定程度后， 对铸锭进行定尺锯切。 说 明 书 CN 103752782 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103752782 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103752782 A 9 。