在车连续浇铸的模壳焙烧生产设备及工艺

技术领域

本发明属于模壳焙烧领域，尤其是涉及到一种在车连续浇铸的模壳焙烧生产设备及工艺。

背景技术

传统模壳焙烧炉无法实现在车浇铸，需要将模壳转移到窑车以外的区域进行浇铸，这样一来不仅需要对高温模壳进行二次转运，而且在搬运过程中降低了模壳的浇铸温度。高温模壳进行二次转运时经常烫伤操作工人，造成了许多的生产安全隐患，为了降低二次转运后模壳的温度损失，需要进行相应的保温、补热处理，大大浪费了能源。

传统的连续式模壳焙烧炉的加热方式通常采用直焰烧嘴，在装载产品上部空间侧墙布置直焰烧嘴进行加热，因直焰烧嘴火焰需要在炉膛上部燃烧，存在上部专门燃烧空间的问题。尤其是当炉内产品装载高度减小时，炉膛上部空间进一步加大，烧嘴火焰与产品距离加大，既不利于产品受热，同时炉膛上部空间过大还会造成炉膛上下温差偏大，从而造成产品合格率低、能源消耗较大等问题。

在精密铸造行业模壳焙烧炉领域，传统窑车采用耐火砖砌筑，台面为平面，砌体四周无围挡。红壳高温出炉进入浇铸区，窑车从高温环境进入常温环境，由于温差大，会造成窑车砌体变形及开裂。在制壳、模壳生坯转运等过程，不可避免地会造成模壳暗裂纹（比例很小，且非常不易识别），这些模壳在浇铸过程中一旦开裂，钢水就会流到台面上（跑火现象），由于台面四周没有围挡，钢水会顺流而下。这个状态的窑车经常会出现很多问题：1.残留在窑车前后方向砌体和钢架上的钢水凝固，因来不及清理且不易清理，导致前后窑车合拢后有缝隙，窑车入窑后，上面的炉火沿着缝隙串到窑车下面，出现串火现象，串火会导致钢架变形、窑车轴承受高温卡死，窑车不能正常前进；2.残留在窑车砌体左右的钢水凝固后在前进中会擦伤窑体；3.钢水流到窑车下面的步进机上，导致步进机活动着力板和链条卡死，步进机不能正常运行，且在浇铸区的热辐射环境下，修理困难。以上情况，导致窑车砌体、钢架、轮轴、步进机等维修频率高，维护费用高，严重制约生产效率，生产成本高。

加之，目前搭载高温钢水的窑车转运方式为链式机推车块直接推送窑车，存在模壳钢水外溢，洒落在链式机上的钢水凝固后，严重影响链式机运行，从而导致生产线停运的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单合理、操作控制简便、运行安全平稳、自动化程度高、节约能源消耗、提高生产效率，既能改善焙烧炉上下温差保证炉内气氛均匀、又能防止高温钢水转运过程中外溢造成生产线停运维修的在车连续浇铸的模壳焙烧生产设备及工艺。

本发明的技术方案是：它包括模壳焙烧炉、轨道、炉头顶车机、窑车、自动摆渡车、液压站、自动回车线、浇铸平台、模壳浇铸线、冷却窑、装料平台和卸料平台等设施,所述模壳焙烧炉的燃烧系统采用侧墙平焰加热装置，该侧墙平焰加热装置是由燃气管路、助燃风管路和平焰烧嘴等组成，平焰烧嘴交错设置在两侧炉墙的中间部位，由于平焰烧嘴的火焰在烧嘴出口处燃烧，既可节省炉膛空间，又可使炉内气氛稳定、产品受热均匀。窑车由窑车框板、铸铁沙封刀、窑车围板、轻质耐火保温层、窑车推进装置和车封等构成，窑车框板焊接在窑车底架上，铸铁沙封刀和窑车围板通过耐热紧固件连接在窑车框板上，在窑车底架与窑车框板和窑车围板之间铺填轻质耐火保温层，形成的窑车台面低于窑车围板约50mm，在窑车底架两侧的底面上对称设置了窑车推进装置，并在窑车围板两端设置了车封。窑车围板是采用耐热不锈钢铸造而成直角形板材，包括前左后右角块、前右后左角块、两侧边块和前后边块四种直角型块。窑车上的模壳采用平铺的装载方式。

进一步的，浇铸平台通过模壳浇铸线对模壳罐装浇铸液，自动回车线和浇铸区轨道上的窑车通过链式步进装置驱动。该链式步进装置是在浇铸区窑车轨道两侧设置了步进机支架，链式步进机上设置了驱动杆，安装在步进机支架上，链式步进机的上方设置了防护板。窑车底部支架两侧设置的窑车推进装置是由固定板、活动着力板、销轴和挡板等组成，在窑车底架两侧底面对称位置分别采用两块固定板焊接成支座，活动着力板通过销轴与支座铰连成一体，挡板固定焊接在活动着力板后侧的固定板和窑车底架上，两侧步进机上设置的驱动杆端部伸入窑车底下两侧设置的窑车推进装置下方，可与活动着力板下部触碰。

进一步的，所述模壳浇铸线是由钢包、浇铸罐、浇铸平台、浇铸罐运行滑线等构成，装满浇铸液的浇铸罐通过浇铸罐运行滑线运往浇铸平台进行在车浇铸，浇铸完的空浇铸罐通过浇铸罐运行滑线送回钢包处进行装填浇铸液，模壳浇铸线系统中的钢包及浇铸罐数量可根据产量及运行速度进行配置。

进一步的，窑车摆渡装置是由摆渡轨道和自动摆渡车构成，摆渡轨道分别设置在模壳焙烧炉进料端和浇铸平台出料端。自动摆渡车安装在摆渡轨道上，由设置在自动摆渡车上的电机驱动装置和钩推车装置驱动窑车进入窑头或离开浇铸平台。所述自动摆渡车上的电机驱动装置和钩推车装置均采用减速电机驱动链轮的方式。

进一步的，所述冷却窑包含窑体钢结构和冷却系统，冷却方式为风冷。

一种在车连续浇铸的模壳焙烧生产设备的工艺系统，其工艺方法是：

（1）装料：先将模壳焙烧炉通过侧墙平焰燃烧系统加热到工艺要求的温度，待窑车在自动回车线上装载好模壳产品后通过链式步进机将装满模壳产品的窑车自动送往进炉端窑车摆渡装置的自动摆渡车上，自动摆渡车通过电机驱动装置在进炉端摆渡轨道上滑行，将装满模壳产品的窑车送到炉头进料区；

（2）进炉：自动摆渡车通过自带的钩、推车装置将装满模壳产品的窑车送到炉头等待位，再通过炉头顶车机将装满模壳产品的窑车送进模壳焙烧炉内；

（3）焙烧：点燃燃烧系统的平焰烧嘴，对进入炉膛内的窑车上装载的模壳产品进行焙烧，当不断的向炉内推车时，先进入炉内装满模壳的窑车被后进入的窑车推着向前走，形成了从进到出的循环运转；

（4）出炉：当装满模壳产品的窑车在焙烧炉内加热完成后，进入到浇铸区平台；

（5）浇铸：窑车进入到浇铸平台，模壳浇铸线启动，将空浇铸罐通过滑线送往钢包处灌装浇铸液，并将装满浇铸液的浇铸罐通过滑线送往浇铸平台进行在车浇铸，浇铸完的空浇铸罐再通过滑线送回送往钢包处进行灌装浇铸液，于此循环，将浇铸平台处的装满模壳的窑车上的模壳全部浇铸完成，浇铸完成的窑车通过出炉端窑车摆渡装置的自动摆渡车上的钩推车装置钩到自动摆渡车上，再通过自动摆渡车上的电机驱动装置将模壳浇铸完成的窑车送到冷却窑内；

（6）冷却：模壳浇铸完成的窑车送到冷却窑内，通过冷风方式进行冷却；

（7）卸料：冷却后的模壳浇铸完成的窑车通过链式步进机送到自动回车线上完成卸料，卸完料的空窑车再通过链式步进机送到进入装料区进行装载模壳。

本发明的有益效果在于：由于窑车台面周边设置了围板，从而使浇铸区域一旦有钢水流出，窑车围板可以把钢水控制在围板内，保证窑车正常工作。步进机通过活动着力板带动窑车前进和停止，即使有钢水流下，也不会影响步进机的正常运行。车封可以保证窑车平稳合拢，防止炉火串到窑车下面。轻质化耐火保温层能减轻窑车重量，减少窑车蓄热，降低窑炉的使用能耗。模壳焙烧炉采用侧墙直焰加热方式的直焰烧嘴更换成侧墙平焰烧嘴，并且将安装位置由侧墙上部移至到侧墙中部，不仅降低炉膛高度，同时使火焰离产品更近，从而解决了由于装载高度变化造成的炉膛上下温度大的问题。不仅结构简单合理、操作控制简便，运行安全平稳、自动化程度高、节约能源消耗、提高生产效率，既能改善焙烧炉上下温差保证炉内气氛均匀、又能防止高温钢水转运过程中外溢造成生产线停运维修，而且实现模壳在线浇铸，较传统工艺及设备提高了20%的工作效率，具有良好的社会效益和经济效益，市场前景十分广阔。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明工艺系统平面布置示意图；

图2为本发明模壳焙烧炉截面结构示意图；

图3为本发明窑车主视结构示意图；

图4为本发明窑车截面结构示意图；

图5为本发明窑车合拢时车封结构示意图；

图6为本发明窑车推进装置主视结构示意图；

图7为本发明窑车推进装置右视结构示意图；

图8为本发明窑车围板俯视结构示意图；

图9为本发明自动摆渡车结构示意图；

图10为本发明窑车链式推进截面结构示意图。

图中：1为模壳焙烧炉，2为轨道，3为炉头顶车机，4为窑车，4.1为窑车底架，4.2为窑车框板，4.3为铸铁沙封刀，4.4为窑车围板，4.5为轻质耐火保温层，4.6为窑车推进装置，4.7为车封，4.61为活动着力板，4.62为销轴，4.63为挡板，4.64为固定板，5为自动摆渡车，5.1为电机驱动装置，5.2为钩推车装置，6为液压站，7为摆渡轨道，8为装料平台，9为自动回车线，10为链式步进装置，10.1为防护板，10.2为驱动杆，10.3为链式步进机，10.5为步进机支架，11为浇铸平台，12为滑线，13为浇铸罐，14为钢包，15为冷却窑，16为卸料平台，17为平焰烧嘴。

具体实施方式

如图1所示，在车连续浇铸的模壳焙烧生产设备包括模壳焙烧炉1、轨道2、炉头顶车机3、窑车4、自动摆渡车5、液压站6、自动回车线9、浇铸平台11、模壳浇铸线、冷却窑15、装料平台16、卸料平台17等机部件,所述模壳焙烧炉1的燃烧系统采用侧墙平焰加热装置，窑车4采用金属框架内填耐热材料制作而成，其装载台面周边设置了耐热钢边沿，浇铸平台11通过模壳浇铸线对模壳罐装浇铸液，自动回车线9和浇铸区轨道上的窑车4通过链式步进装置驱动，窑头进料端和浇铸区出料端均设置了窑车摆渡装置。所述侧墙平焰加热装置是由燃气管路、助燃风管路和平焰烧嘴17组成，平焰烧嘴17交错设置在两侧炉墙的中间部位。当装载产品高度发生变化时，平焰烧嘴17的火焰离装载产品的水平位置保持不变，不仅使炉内上下温度变化很小，同时由于平焰烧嘴17交错安装在炉墙中间部位，既解决了直焰烧嘴安装时需要占用炉膛上部空间的问题，同时也解决了当装载产品高度减少时，直焰烧嘴燃烧火焰离装载产品距离过远而造成上下温差过大的问题。所述窑车4由窑车框板4.2、铸铁沙封刀4.3、窑车围板4.4、轻质耐火保温层4.5、窑车推进装置4.6和车封4.7等构成，窑车框板4.2焊接在窑车底架4.1上，铸铁沙封刀4.3和窑车围板4.4通过耐热紧固件连接在窑车框板4.2上，在窑车底架4.1与窑车框板4.2和窑车围板4.4之间铺填轻质耐火保温层4.5，形成的窑车台面4.9低于窑车围板4.4约50mm，在窑车底架4.1两侧的底面上对称设置了窑车推进装置4.6。窑车围板4.4两端设置了车封4.7。所述窑车4上的模壳采用平铺的装载方式。由于窑车围板4.4是用耐热不锈钢铸造，且四周边沿高于窑车台面4.9，所以当浇铸过程中一旦有钢水流出，窑车围板4.4能把钢水控制在围板内窑车台面4.9范围内，这样流出的钢水就不会影响窑车的正常工作。步进机通过窑车推进装置4.6上的活动着力板4.61带动窑车前进和停止，活动着力板4.61通过销轴4.62活动铰连在固定焊接在窑车底架4.1底面的两块固定板4.64构成的支座上，活动着力板4.61可以绕销轴4.62旋转一定的角度。活动着力板4.61左侧的固定板4.64和窑车底架4.1上焊接了一块挡板4.63，当步进机推动活动着力板4.61前进时，固定挡板4.63挡住活动着力板4.61，推动窑车4和步进机一起前进；当步进机推后退时，活动着力板4.61则旋转一定角度让行，窑车处于停止状态。车封4.7由耐火保温棉制作，通过焊接在窑车框板上的铁钉固定在窑车首尾两端。当窑车合拢时，车封不仅可以通过挤压变形缓冲来保护窑车，还可以起到密封作用，防止窑车上面的炉火串到窑车下面。轻质化耐火保温层不仅能减轻窑车重量，又能减少窑车蓄热，降低窑炉的使用能耗。所述模壳浇铸线是由钢包14、浇铸罐13、浇铸平台11、浇铸罐运行滑线12等构成，装满浇铸液的浇铸罐13通过浇铸罐运行滑线12运往浇铸平台11进行在车浇铸，浇铸完的空浇铸罐13通过浇铸罐运行滑线12送回钢包14处进行装填浇铸液，模壳浇铸线系统中的钢包14及浇铸罐13数量根据产量及运行速度进行配置。所述链式步进装置10是在浇铸区窑车轨道和自动回车线9窑车轨道两侧设置了步进机支架10.5，链式步进机10.3上设置了驱动杆10.2，安装在步进机支架10.5上，并在链式步进机10.3的上方设置了防护板10.1。窑车4底部支架4.1两侧设置了窑车推进装置4.6，该窑车推进装置4.6是由固定板4.64、活动着力板4.61、销轴4.62和挡板4.63组成，在窑车底架4.1两侧底面对称位置分别采用两块固定板4.64焊接成支座，活动着力板4.61通过销轴4.62与支座铰连成一体，挡板4.63固定焊接在活动着力板4.61后侧的固定板4.64和窑车底架4.1上；两侧步进机10.3上设置的驱动杆10.2端部伸入窑车4底下两侧设置的窑车推进装置4.6下方，可与活动着力板4.61下部触碰。所述窑车摆渡装置是由摆渡轨道7和自动摆渡车5构成，摆渡轨道7分别设置在模壳焙烧炉1进料端和浇铸平台11出料端，自动摆渡车5安装在摆渡轨道7上，由设置在自动摆渡车5是的电机驱动装置5.1和钩推车装置5.2驱动窑车4进入窑头或离开浇铸平台11。所述自动摆渡车5上的电机驱动装置5.1和钩推车装置5.2均采用减速电机驱动链轮的方式。所述冷却窑15包含窑体钢结构和冷却系统，冷却方式为风冷。

一种在车连续浇铸的模壳焙烧生产设备的工艺系统，其工艺方法是：先将模壳焙烧炉1通过侧墙平焰燃烧系统加热到工艺要求的温度，待窑车4在自动回车线9上装载好模壳后通过链式步进机10.3将装满模壳的窑车4自动送往进炉端自动摆渡车5，进炉端自动摆渡车5通过电机驱动装置5.1将装满模壳的窑车4送到炉头进料区，进炉端自动摆渡车5通过自带的钩推车装置5.2将装满模壳的窑车4送到炉头等待位，再通过炉头顶车机3将装满模壳的窑车4送进焙烧炉1内进行加热，当不断的向炉内推车时，先进入炉内装满模壳的窑车4被后进入的窑车推着向前走，形成了从进到出的循环运转，当装满模壳的窑车4在焙烧炉内加热完成后进入到浇铸平台11时，模壳浇铸线启动，将空浇铸罐13通过滑线12送往钢包14处灌装浇铸液，并将装满浇铸液的浇铸罐13通过滑线12送往浇铸平台11进行在车浇铸，浇铸完的空浇铸罐13再通过滑线12送回送往钢包14处进行灌装浇铸液。依此循环，将浇铸平台11处的装满模壳的窑车4上的模壳全部浇铸完成，浇铸完成的窑车4通过出炉端自动摆渡车5上的钩推车装置5.2钩到出炉端自动摆渡车5上，再通过出炉自动摆渡车5上的电机驱动将模壳浇铸完成的窑车4送到冷却窑15内进行冷却。最后模壳浇铸完成的窑车4通过链式步进机10送到自动回车线9上完成卸料，卸完料的空窑车4再通过链式步进机10送到装料区8进行装载模壳，如此往复运转，整个系统形成了一种在车浇铸的模壳焙烧炉及生产工艺系统。