CN214185150U - 一种可变径浇口装置 - Google Patents
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Abstract
一种可变径浇口装置，属于铸造设备技术领域，本实用新型主要解决现有渐进浇注凝固成型装置中的浇口装置存在的结构单一、不能调整浇铸半径、操作过程复杂等技术问题。本实用新型的技术方案为：包括浇口套、浇口杯、旋转盘、转轴和步进电机；所述浇口套设在结晶器顶部进口处，所述浇口套外侧壁下部为上大下小的锥形结构；所述浇口套中部设有圆柱形空腔，所述旋转盘直径与空腔内径一致，所述旋转盘水平设在空腔底部；所述浇口杯设在浇口套顶面一侧，所述步进电机通过支架竖直安装在所述浇口套顶面中部。本实用新型具有浇注区域可调、操作简单、工作效率高等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于铸造设备技术领域，具体涉及的是一种可变径浇口装置。
背景技术
近年来中国重型装备制造业发展迅速，对于大型锻件的需求旺盛，特别是在代表大型锻件最高水平的核电设备方面。这类产品所用钢材一般是由大型钢锭经过开坯和锻造等加工过程生产的，其质量的好坏与钢锭的质量密切相关。要获得高质量的锻件，必须对钢锭中固有的质量缺陷如偏析、缩孔、夹杂等进行控制。
为了解决这些问题，一种新型的大型钢锭(坯)渐进浇注凝固成型技术被提出，见实用新型专利《一种大型钢锭或钢坯的渐进凝固成型方法》(专利号201811050552.8)，如专利所述的渐进浇注凝固技术的工作原理在于：根据增材制造中离散堆垛的原理，通过实芯锭浇注+熔覆层包覆，经冷却凝固，形状和尺寸符合制作要求的钢锭(坯)逐渐成型。具体操作包括逐步将金属熔体注入不同尺寸的模板中，而且将上一步浇注成型的钢锭作为下一步的锭芯，后续再将金属熔体连续浇注在新的锭芯周围，循环往复的进行操作，最终累积形成符合目标尺寸的钢锭。采用这种技术可实现产品多样、生产灵活的目的，可以使大规格钢锭(坯)中缺陷的数量和程度显著降低，钢锭(坯)的性能及品质大大提升，也可用于生产各种非常规的铸件，例如方形和圆形，以及其他直径在轴上波动的非常规铸件。
基于这种技术，急需一种新型的浇口装置，使其既能满足充型的需要，又能与后续不同内径的结晶器相配合。而从目前公开的专利来看，现有的浇口装置结构均比较单一，只有固定的浇铸半径，无法与渐进浇注凝固成型装置中不同尺寸的结晶器进行配合使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可变径浇口装置，解决现有渐进浇注凝固成型装置中的浇口装置存在的结构单一、不能调整浇铸半径、操作过程复杂等技术问题。
为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种可变径浇口装置，其中：包括浇口套、浇口杯、旋转盘、转轴和步进电机；所述浇口套设在结晶器顶部进口处，所述浇口套外侧壁下部为上大下小的锥形结构；所述浇口套中部设有圆柱形空腔，所述旋转盘直径与空腔内径一致，所述旋转盘水平设在空腔底部；所述浇口杯设在浇口套顶面一侧，所述步进电机通过支架竖直安装在所述浇口套顶面中部；
所述空腔一侧的浇口套中设有内浇道和横浇道，所述内浇道顶部进液口与设在浇口套顶面的浇口杯连通，所述内浇道底部通过横浇道与旋转盘上方的空腔连通；
所述浇口套顶面中部设有转轴过孔，所述转轴一端穿过转轴过孔与旋转盘顶面中部连接，所述转轴另一端与步进电机的动力输出端连接；
所述旋转盘上设有若干组沿不同直径同心圆均匀布置的喷淋孔，所述喷淋孔呈十字形设置；所述浇口套底部与喷淋孔相对应位置处设有若干组沿不同直径同心圆均匀布置的旋转孔，所述旋转孔呈非十字形设置；所述旋转盘与浇口套相对旋转使得有且只有同一直径上的一组喷淋孔与旋转孔相连通。
进一步，所述浇口套两侧设有连接吊耳。
本实用新型采用了上述技术方案，通过旋转盘的设置，使金属液可以从处在不同直径的浇道内连续地以细流形式注入结晶器型腔，冲击力小、熔渣和夹杂物不易粘附在侧壁上、排气方便、顺序凝固性好，与分层浇注和逐层堆积完美配合，可以实现快速凝固逐层堆积，从而有效减轻甚至避免大型铸锭内部质量问题如宏观疏松缩孔、宏观偏析、组织粗大等，为生产高质量大型铸件提供技术支持。
与现有技术相比，本实用新型具有结构设计合理、操作简单、工作效率高等优点。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构示意图；
图2为图1的A-A剖面示意图；
图3为旋转盘俯视图；
图4为本实用新型与结晶器的位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1至图4所示的一种可变径浇口装置，其中：包括浇口套1、浇口杯2、旋转盘3、转轴4和步进电机5；所述浇口套1设在结晶器顶部进口处，所述浇口套1外侧壁下部为上大下小的锥形结构；所述浇口套1中部设有圆柱形空腔6，所述旋转盘3直径与空腔6内径一致，所述旋转盘3水平设在空腔6底部；所述浇口杯2设在浇口套1顶面一侧，所述步进电机5通过支架竖直安装在所述浇口套1顶面中部；
所述空腔6一侧的浇口套1中设有内浇道7和横浇道8，所述内浇道7顶部进液口与设在浇口套1顶面的浇口杯2连通，所述内浇道7底部通过横浇道8与旋转盘3上方的空腔6连通；
所述浇口套1顶面中部设有转轴过孔，所述转轴4一端穿过转轴过孔与旋转盘3顶面中部连接，所述转轴4另一端与步进电机5的动力输出端连接；
所述旋转盘3上设有若干组沿不同直径同心圆均匀布置的喷淋孔10，所述喷淋孔10呈十字形设置；所述浇口套1底部与喷淋孔10相对应处设有若干组沿不同直径同心圆均匀布置的旋转孔9，所述旋转孔9呈非十字形设置；所述旋转盘3与浇口套1可相对旋转使得有且只有同一直径上的一组喷淋孔10与旋转孔9相连通。
所述浇口套1两侧设有连接吊耳11
本实用新型的工作过程及原理：
通过步进电机5驱动旋转盘3进行旋转，可控制不同直径位置处的旋转孔9与所述旋转盘3上不同直径位置处的喷淋孔10对上，使得金属液可以从处在不同直径的通道流下，实现金属液可变径流下，将大型钢锭(坯)分层浇注，并逐渐凝固累积形成所要求的形状和尺寸，从而达到均匀化成分和组织，提高钢锭质量的目的。
具体操作步骤如下：
1)开浇前将惰性气体充入装置内；
2)将喷淋孔10与旋转孔9上均处于最小半径同心圆处的圆孔对齐；
3)将熔融金属液导入浇口杯2内，通过内浇道7流下，经过横浇道8，使其从旋转盘3的位于最小半径同心圆处的6个通道流下，进入结晶器(此时其余通道均无法流通)，待金属液初步凝固后，用拉坯杆将锭芯拉出结晶器，同时进行喷水冷却，直至金属锭高度与目标铸锭高度相同，制得锭芯，结束此次浇注；
4)扩大结晶器径向尺寸，移动结晶器使结晶器底端与之前凝固的锭芯底部平齐；
5)通过步进电机5控制转轴4，使旋转盘3转动，将喷淋孔10与旋转孔9上均处于次一级半径同心圆处的圆孔对齐，其他位置处的孔此时均不连通；
6)再次将金属液导入浇口杯2内，使其经内浇道7、横浇道8流过，使金属液再从当前通道流入结晶器，待锭芯包裹层凝固后，把锭芯带着锭芯包裹层向下拉同时进行喷水冷却；
7)以上一步凝固所得的金属锭作为锭芯，重复步骤4)～6)直至最终获得目标铸锭(坯)尺寸。
Claims (2)
1.一种可变径浇口装置，其特征在于：包括浇口套(1)、浇口杯(2)、旋转盘(3)、转轴(4)和步进电机(5)；所述浇口套(1)设在结晶器顶部进口处，所述浇口套(1)外侧壁下部为上大下小的锥形结构；所述浇口套(1)中部设有圆柱形空腔(6)，所述旋转盘(3)直径与空腔(6)内径一致，所述旋转盘(3)水平设在空腔(6)底部；所述浇口杯(2)设在浇口套(1)顶面一侧，所述步进电机(5)通过支架竖直安装在所述浇口套(1)顶面中部；
所述空腔(6)一侧的浇口套(1)中设有内浇道(7)和横浇道(8)，所述内浇道(7)顶部进液口与设在浇口套(1)顶面的浇口杯(2)连通，所述内浇道(7)底部通过横浇道(8)与旋转盘(3)上方的空腔(6)连通；
所述浇口套(1)顶面中部设有转轴过孔，所述转轴(4)一端穿过转轴过孔与旋转盘(3)顶面中部连接，所述转轴(4)另一端与步进电机(5)的动力输出端连接；
所述旋转盘(3)上设有若干组沿不同直径同心圆均匀布置的喷淋孔(10)，所述喷淋孔(10)呈十字形设置；所述浇口套(1)底部与喷淋孔(10)相对应位置处设有若干组沿不同直径同心圆均匀布置的旋转孔(9)，所述旋转孔(9)呈非十字形设置；所述旋转盘(3)与浇口套(1)相对旋转使得有且只有同一直径上的一组喷淋孔(10)与旋转孔(9)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种可变径浇口装置，其特征在于：所述浇口套(1)两侧设有连接吊耳(11)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112719221A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 太原科技大学 | 一种可变径浇口装置 |
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2020
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| CN112719221B (zh) * | 2020-12-29 | 2025-02-18 | 太原科技大学 | 一种可变径浇口装置 |
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