一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法

技术领域

本发明涉及高温浇铸技术领域，尤其涉及一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法。

背景技术

钢和铁是铸造领域中较为普遍的金属，为了获得不同形状的钢铁，现有技术一般是将溶化的钢铁液体浇注到不同形状的钢锭模中，在炼钢和炼铁的过程中，钢水和铁水由浇注装置完成输送，该浇注装置分别为钢水包和铁水包。钢水包用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水，并进行浇注作业，但在钢的生产中，由于存在夹杂物，钢水浇注的过程中总会形成一定程度的二次氧化。随着产品质量与性能的不断提升，模铸钢材质量控制也更为苛刻，其中浇铸环节是模铸工艺中的关键，而氩气保护是确保浇铸质量的前提，模铸浇注过程中的二次氧化控制一直是行业内的难点问题之一。

经检索，中国专利申请号为CN201922132540.6的专利，公开了一种平稳型带有保护装置的钢液浇注装置，包括主体和底座托盘，所述底座托盘的顶面设置有凹槽，所述主体的外部设置有永久外层，所述主体的内部与凹槽上均固定覆盖有包底浇注料，所述主体的顶部设置有进料开口，所述主体前侧的外壁上开设有出料口，所述主体的底面上固定设置有底环框，所述主体两侧的外侧壁上均固定设置有一对凸柱，所述凸柱的底端固定连接有弹簧杆。上述专利中的平稳型带有保护装置的钢液浇注装置存在以下不足：钢包至中间包浇注不保护，会造成钢水的二次污染，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种全程无氧化保护浇铸装置，包括机体，所述机体的顶部内壁通过螺栓固定有出液斗；所述机体的顶部外壁通过螺栓固定有放置箱；所述机体的顶部外壁通过螺栓固定有进液箱，进液箱的内壁通过螺栓固定有第一导气管，第一导气管的输入端通过螺纹与放置箱的一侧外壁相连接；所述机体的四周内壁均通过螺栓固定有四个以上的第一排气孔；所述机体远离第一排气孔的内壁通过转轴转动连接有底板，底板的一侧内壁通过螺栓固定有第一电动伸缩板，第一电动伸缩板的开关控制端与控制模块电性连接；所述机体的顶部外壁设置有输料结构。

优选地：所述输料结构包括收集箱、盖板和支撑腿，所述收集箱的底部外壁紧贴于进液箱的顶部外壁，收集箱的顶部外壁通过螺栓固定有进液口，所述盖板的一侧外壁通过螺栓固定于收集箱的一侧外壁，所述支撑腿的一侧外壁通过螺栓固定于盖板的另一侧外壁，所述收集箱的一侧内壁通过螺栓固定有第二电动伸缩板。

优选地：所述机体的顶部外壁通过螺栓固定有第一碰撞传感器，第一碰撞传感器的信号输出端与控制模块电性连接，所述进液箱的一侧外壁通过螺栓固定有支板，支撑杆的一侧外壁通过螺栓固定有支柱，机体的顶部外壁通过螺栓固定有安装座，安装座的底部内壁通过螺栓固定有第一电机，第一电机的开关控制端与控制模块电性连接，第一电机的输出端通过连接轴连接有齿轮，齿轮的另一端通过转轴转动连接于机体的顶部外壁，收集箱的一侧外壁通过螺栓固定有支撑杆，支撑杆呈L型结构。

优选地：所述支撑杆的一侧外壁通过螺栓固定有齿条，齿条的外壁与齿轮的外壁相啮合，支撑杆的一侧外壁通过螺栓固定有第二碰撞传感器，第二碰撞传感器的信号输出端与控制模块电性连接。

优选地：所述机体的顶部外壁通过螺栓固定有固定座，固定座的顶部外壁通过螺栓固定有放置筒，放置筒的圆周外壁通过螺栓固定有输出管，输出管的外壁通过螺栓固定有电动阀门，电动阀门的开关控制端与控制模块电性连接，底板的底部外壁通过螺栓固定有电动伸缩柱，电动伸缩柱的开关控制端与控制模块电性连接，电动伸缩柱的底部外壁通过螺栓固定于进液箱的底部内壁，进液箱的一侧外壁通过螺栓固定有氧气检测仪，氧气检测仪的信号输出端与控制模块电性连接。

优选地：所述机体的底部内壁开设有电动滑轨，电动滑轨的内壁通过滑块滑动连接有连接座，连接座的顶部外壁通过转轴转动连接有转动座，转动座的顶部外壁通过螺栓固定有四个支撑柱，四个支撑柱的顶部外壁均通过螺栓固定有模座，转动座的圆周外壁开设有四个不规则凹槽。

优选地：所述机体的底部内壁通过螺栓固定有第二电机，第二电机的开关控制端与控制模块电性连接，第二电机的输出端通过转轴转动连接有调节板，调节板的底部外壁通过螺栓固定有顶杆。

优选地：所述机体的一侧外壁通过螺栓固定有电动伸缩门，机体的一侧外壁通过螺栓固定有第二导气管，机体的内壁通过螺栓固定有四个以上的第二排气孔。

一种全程无氧化保护浇铸装置的浇铸方法，包括如下步骤：

S1：添加钢液至收集箱，然后将钢液输送至进液箱；

S2：检测钢液氧气含量，若含量高使用脱氧剂脱氧，若正常则输送钢液至机体内进行浇注；

S3：启动第二电机使得转动座在旋转调向期间，对模座依次浇注；

S4：通过第二排气孔形成保护气幕，启动电动滑轨使得物料移出。

本发明的有益效果为：

1.通过设置有进液箱和第一排气孔等结构，放置箱内放置有氩气装置瓶，当钢液进入输料结构内后，启动氩气装置瓶使得氩气通过第一导气管从第一排气孔处向外散出，隔离氧气，然后调节输料结构使之底部正对进液箱的顶部，钢液被输料结构输送至进液箱内后，启动第一电动伸缩板使得钢液从出液斗流入机体内，便于浇注，全程为密封状态，有效避免钢液的氧化，保证铸造质量。

2.通过设置有齿轮和齿条等结构，需要输送钢液至进液箱内时，启动第一电机使得齿轮旋转，从而带动齿条前后移动，支撑杆在齿条的带动下推动收集箱和盖板左右移动，当第二碰撞传感器碰触到支板后，第二碰撞传感器传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制第一电机停止作业，此时收集箱的底部卡入进液箱的顶部，便于输送钢液至进液箱内。

3.通过设置有支撑杆和支柱等结构，当需要添加钢液时，启动第一电机逆转向，支撑杆在齿条的带动下推动收集箱和盖板反向移动，直至支柱碰触到第一碰撞传感器，第一碰撞传感器传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制第一电机停止作业，此时盖板的底部与进液箱的顶部相接触，然后通过进液口向收集箱内添加钢液，添加钢液前后均为密封状态，有效对外界气体进行隔离，避免进入设备内影响效果。

4.通过设置有氧气检测仪和电动阀门等结构，钢液被输料结构输送至进液箱内后，氧气检测仪实时检测当前氧气含量，当高于设定值时，传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制电动阀门启动，使得钢皮包裹的硅铝钡钙粉从放置筒内进入进液箱内，落至底板上，控制模块电性连接控制启动电动伸缩柱对底板一端进行上下顶动，从而使得钢液与脱氧剂进行快速溶解混合，进一步严格控制钢液的无氧化操作。

5.通过设置有调节板和转动座等结构，钢液从出液斗处流至其中一个模座内后，关闭第一电动伸缩板，同时控制模块电性连接启动第二电机，使得调节板旋转，旋转期间顶杆卡入转动座上的其中一个不规则凹槽内带动转动座旋转，当顶杆在旋转过程中脱离该不规则凹槽内后，此时为旋转度，第一电动伸缩板再次启动使得钢液从出液斗处流至另外一个模座内，循环往复一周期后关闭第二电机，提高浇注效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的主视剖面结构示意图；

图2为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的俯视结构示意图；

图3为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的侧视剖面结构示意图；

图4为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的进液箱俯视剖面结构示意图；

图5为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的底板结构示意图；

图6为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的转动座结构示意图；

图7为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的调节板结构示意图；

图8为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的收集箱结构示意图；

图9为本发明提出的一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法的电流流程示意图。

图中：1机体、2出液斗、3进液箱、4收集箱、5电动阀门、6放置筒、7第二排气孔、8电动伸缩门、9电动滑轨、10转动座、11第二电机、12支撑柱、13放置箱、14氧气检测仪、15盖板、16支撑腿、17支柱、18第一碰撞传感器、19第二导气管、20齿轮、21齿条、22第一电机、23进液口、24第一导气管、25支板、26底板、27第一排气孔、28电动伸缩柱、29第一电动伸缩板、30模座、31顶杆、32调节板、33第二电动伸缩板、34第二碰撞传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1

一种全程无氧化保护浇铸装置及浇铸方法，如图1、图2、图4和图9所示，包括机体1，所述机体1的顶部内壁通过螺栓固定有出液斗2；所述机体1的顶部外壁通过螺栓固定有放置箱13；所述机体1的顶部外壁通过螺栓固定有进液箱3，进液箱3的内壁通过螺栓固定有第一导气管24，第一导气管24的输入端通过螺纹与放置箱13的一侧外壁相连接；所述机体1的四周内壁均通过螺栓固定有四个以上的第一排气孔27；所述机体1远离第一排气孔27的内壁通过转轴转动连接有底板26，底板26的一侧内壁通过螺栓固定有第一电动伸缩板29，第一电动伸缩板29的开关控制端与控制模块电性连接；所述机体1的顶部外壁设置有输料结构；放置箱13内放置有氩气装置瓶，当钢液进入输料结构内后，启动氩气装置瓶使得氩气通过第一导气管24从第一排气孔27处向外散出，隔离氧气，然后调节输料结构使之底部正对进液箱3的顶部，钢液被输料结构输送至进液箱3内后，启动第一电动伸缩板29使得钢液从出液斗2流入机体1内，便于浇注，全程为密封状态，有效避免钢液的氧化，保证铸造质量。

为了使得设备为密封状态；如图1-4、图8和图9所示，所述输料结构包括收集箱4、盖板15和支撑腿16，所述收集箱4的底部外壁紧贴于进液箱3的顶部外壁，收集箱4的顶部外壁通过螺栓固定有进液口23，所述盖板15的一侧外壁通过螺栓固定于收集箱4的一侧外壁，所述支撑腿16的一侧外壁通过螺栓固定于盖板15的另一侧外壁，所述收集箱4的一侧内壁通过螺栓固定有第二电动伸缩板33，所述机体1的顶部外壁通过螺栓固定有第一碰撞传感器18，第一碰撞传感器18的型号为DFROBOT，第一碰撞传感器18的信号输出端与控制模块电性连接，所述进液箱3的一侧外壁通过螺栓固定有支板25，支撑杆35的一侧外壁通过螺栓固定有支柱17，机体1的顶部外壁通过螺栓固定有安装座，安装座的底部内壁通过螺栓固定有第一电机22，第一电机22的开关控制端与控制模块电性连接，第一电机22的输出端通过连接轴连接有齿轮20，齿轮20的另一端通过转轴转动连接于机体1的顶部外壁，收集箱4的一侧外壁通过螺栓固定有支撑杆35，支撑杆35呈L型结构，支撑杆35的一侧外壁通过螺栓固定有齿条21，齿条21的外壁与齿轮20的外壁相啮合，支撑杆35的一侧外壁通过螺栓固定有第二碰撞传感器34，第二碰撞传感器34的型号为DFROBOT，第二碰撞传感器34的信号输出端与控制模块电性连接，收集箱4和盖板15的底部均与进液箱3的顶部相匹配，需要输送钢液至进液箱3内时，启动第一电机22使得齿轮20旋转，从而带动齿条21前后移动，支撑杆35在齿条21的带动下推动收集箱4和盖板15左右移动，当第二碰撞传感器34碰触到支板25后，第二碰撞传感器34传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制第一电机22停止作业，此时收集箱4的底部卡入进液箱3的顶部，便于输送钢液至进液箱3内，当需要添加钢液时，启动第一电机22逆转向，支撑杆35在齿条21的带动下推动收集箱4和盖板15反向移动，直至支柱17碰触到第一碰撞传感器18，第一碰撞传感器18传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制第一电机22停止作业，此时盖板15的底部与进液箱3的顶部相接触，然后通过进液口23向收集箱4内添加钢液，添加钢液前后均为密封状态，有效对外界气体进行隔离，避免进入设备内影响效果。

为了便于检测钢液中的氧气含量；如图1、图2、图5和图9所示，所述机体1的顶部外壁通过螺栓固定有固定座，固定座的顶部外壁通过螺栓固定有放置筒6，放置筒6的圆周外壁通过螺栓固定有输出管，输出管的外壁通过螺栓固定有电动阀门5，电动阀门5的开关控制端与控制模块电性连接，底板26的底部外壁通过螺栓固定有电动伸缩柱28，电动伸缩柱28的开关控制端与控制模块电性连接，电动伸缩柱28的底部外壁通过螺栓固定于进液箱3的底部内壁，进液箱3的一侧外壁通过螺栓固定有氧气检测仪14，氧气检测仪14的信号输出端与控制模块电性连接，放置筒6内放置有脱氧剂，脱氧剂为10mm钢皮包裹的硅铝钡钙粉，根据钢液的含量进行放置放置筒6内的脱氧剂含量，钢液被输料结构输送至进液箱3内后，氧气检测仪14实时检测当前氧气含量，当高于设定值时，传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制电动阀门5启动，使得钢皮包裹的硅铝钡钙粉从放置筒6内进入进液箱3内，落至底板26上，控制模块电性连接控制启动电动伸缩柱28对底板26一端进行上下顶动，从而使得钢液与脱氧剂进行快速溶解混合，当氧气含量低于设定值时，控制模块电性连接控制第一电动伸缩板29启动，使得钢液从出液斗2处漏出，进行浇注作业，进一步严格控制钢液的无氧化操作。

为了便于浇注钢液；如图1、图6、图7和图9所示，所述机体1的底部内壁开设有电动滑轨9，电动滑轨9的内壁通过滑块滑动连接有连接座，连接座的顶部外壁通过转轴转动连接有转动座10，转动座10的顶部外壁通过螺栓固定有四个支撑柱12，四个支撑柱12的顶部外壁均通过螺栓固定有模座30，转动座10的圆周外壁开设有四个不规则凹槽，机体1的底部内壁通过螺栓固定有第二电机11，第二电机11的开关控制端与控制模块电性连接，第二电机11的输出端通过转轴转动连接有调节板32，调节板32的底部外壁通过螺栓固定有顶杆31，钢液从出液斗2处流至其中一个模座30内后，关闭第一电动伸缩板29，同时控制模块电性连接启动第二电机11，使得调节板32旋转，旋转期间顶杆31卡入转动座10上的其中一个不规则凹槽内带动转动座10旋转，当顶杆31在旋转过程中脱离该不规则凹槽内后，此时为旋转90度，第一电动伸缩板29再次启动使得钢液从出液斗2处流至另外一个模座30内，循环往复一周期后关闭第二电机11，等待钢液定型即可，提高浇注效率。

为了便于取料；如图1和图3所示，所述机体1的一侧外壁通过螺栓固定有电动伸缩门8，机体1的一侧外壁通过螺栓固定有第二导气管19，机体1的内壁通过螺栓固定有四个以上的第二排气孔7，通过第二导气管19连接外界氩气瓶，当需要材料出料时，启动外界氩气瓶使得氩气通过第二排气孔7喷出形成保护气幕，避免氧气进行设备内，启动电动伸缩门8后再次启动电动滑轨9带动转动座10左右移动，使得材料取出即可。

本实施例在使用时，收集箱4和盖板15的底部均与进液箱3的顶部相匹配，需要输送钢液至进液箱3内时，启动第一电机22使得齿轮20旋转，从而带动齿条21前后移动，支撑杆35在齿条21的带动下推动收集箱4和盖板15左右移动，当第二碰撞传感器34碰触到支板25后，第二碰撞传感器34传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制第一电机22停止作业，此时收集箱4的底部卡入进液箱3的顶部，便于输送钢液至进液箱3内，当需要添加钢液时，启动第一电机22逆转向，支撑杆35在齿条21的带动下推动收集箱4和盖板15反向移动，直至支柱17碰触到第一碰撞传感器18，第一碰撞传感器18传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制第一电机22停止作业，此时盖板15的底部与进液箱3的顶部相接触，然后通过进液口23向收集箱4内添加钢液，放置箱13内放置有氩气装置瓶，当钢液进入输料结构内后，启动氩气装置瓶使得氩气通过第一导气管24从第一排气孔27处向外散出形成保护气幕，隔离氧气，然后调节输料结构使之底部正对进液箱3的顶部，钢液被输料结构输送至进液箱3内后，放置筒6内放置有脱氧剂，脱氧剂为10mm钢皮包裹的硅铝钡钙粉，根据钢液的含量进行放置放置筒6内的脱氧剂含量，钢液被输料结构输送至进液箱3内后，氧气检测仪14实时检测当前氧气含量，当高于设定值时，传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制电动阀门5启动，使得钢皮包裹的硅铝钡钙粉从放置筒6内进入进液箱3内，落至底板26上，控制模块电性连接控制启动电动伸缩柱28对底板26一端进行上下顶动，从而使得钢液与脱氧剂进行快速溶解混合，当氧气含量低于设定值时，控制模块电性连接控制第一电动伸缩板29启动，使得钢液从出液斗2处漏出，进行浇注作业，流至其中一个模座30内后，关闭第一电动伸缩板29，同时控制模块电性连接启动第二电机11，使得调节板32旋转，旋转期间顶杆31卡入转动座10上的其中一个不规则凹槽内带动转动座10旋转，当顶杆31在旋转过程中脱离该不规则凹槽内后，此时为旋转90度，第一电动伸缩板29再次启动使得钢液从出液斗2处流至另外一个模座30内，循环往复一周期后关闭第二电机11，通过第二导气管19连接外界氩气瓶，当需要材料出料时，启动外界氩气瓶使得氩气通过第二排气孔7喷出形成保护气幕，避免氧气进行设备内，启动电动伸缩门8后再次启动电动滑轨9带动转动座10左右移动，使得材料取出。

实施例2

一种全程无氧化保护浇铸装置的浇铸方法，如图1-9所示，包括如下步骤：

S1：添加钢液至收集箱4，然后将钢液输送至进液箱3；

S2：检测钢液氧气含量，若含量高使用脱氧剂脱氧，若正常则输送钢液至机体1内进行浇注；

S3：启动第二电机11使得转动座10在旋转调向期间，对模座30依次浇注；

S4：通过第二排气孔7形成保护气幕，启动电动滑轨9使得物料移出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。