稀贵有色金属立式自动浇铸机及其配套浇铸方法

摘要

本发明公开了一种稀贵有色金属立式自动浇铸机及其浇铸方法，稀贵有色金属立式自动浇铸机由保温或加热炉、多模中间浇铸装置、右脱模装置、浇铸小车、右浇铸模组、右受锭码垛装置、左受锭码垛装置、左脱模装置、左浇铸模组、多模中间浇铸装置浇口组成。本发明设备和方法可在无人工干预的情况下，直接一次浇铸得到高质量的稀贵有色金属锭坯，完全避免了浇铸过程中热辐射和飞溅液态金属对浇铸者造成的伤害；可以提高稀贵有色金属的收得率；可以方便地实现稀贵有色金属锭坯的定量浇铸，为提高后续电解工序的电流效率奠定了基础。对提升整个稀贵有色金属浇铸生产的自动化水平、提高生产效率、节约能源、保护环境、改善工作条件、降低劳动强度具有重要的现实意义。

说明书

技术领域

本发明涉及稀贵有色金属生产过程中重要设备和工序，特别是涉及稀贵有色金属立式自动浇铸机及其配套浇铸方法。

背景技术

铸锭是稀贵有色金属生产过程中一道必不可少的重要工序，其工艺及设备优良与否决定了稀贵有色金属产成品最终质量的优劣和劳动生产效率的高低。查阅国内、外相关文献资料可知，迄今为止，国内大多数稀贵有色金属生产企业仍然采用起重机辅助、手工直接操作浇铸坩锅的传统模式逐一浇铸每一块稀贵有色金属锭坯，相应的浇铸工具如图1所示。每浇铸2.0～7.0吨(一炉金属)稀贵有色金属，需10余人协同配合，耗费3～10小时。浇铸过程中，为确保熔融态稀贵有色金属良好的流动性，必须持续对其进行加热保温，使液态金属的温度保持在其熔点以上一个适当水平。这一方面造成了稀贵有色金属的额外烧损氧化，另一方面又导致了能源的不必要损耗。

稀贵有色金属的传统手工铸锭模式，生产效率低、能耗高、劳动强度大、工作条件恶劣、难以解决定量浇铸问题。浇铸过程中，热辐射和飞溅的液态金属往往会对浇铸者造成严重伤害，结果导致金属锭坯的最终质量难以保证。这在一定程度上成为制约稀贵有色金属产能提高、工作环境改善、劳动强度降低、节能降耗的重大障碍。近年来，随着我国稀贵有色金属需求量和产能的不断增加，上述矛盾尤显突出。

发明内容

本发明的目的在于解决上述矛盾，发明一种稀贵有色金属立式自动浇铸机以及相应的新型稀贵有色金属立式自动浇铸机及其配套浇铸方法。本发明设备和方法可在无人工干预的情况下，直接一次浇铸得到高质量的稀贵有色金属锭坯，完全避免了浇铸过程中热辐射和飞溅液态金属对浇铸者造成的伤害；可以提高稀贵有色金属的收得率；可以方便地实现稀贵有色金属锭坯的定量浇铸，为提高后续电解工序的电流效率奠定了基础。稀贵有色金属立式自动浇铸机

本发明的目是通过下列结构完成的：稀贵有色金属立式自动浇铸机由保温或加热炉(1)、多模中间浇铸装置(2)、右脱模装置(3)、浇铸小车(4)、右浇铸模组(5)、右受锭码垛装置(6)、左受锭码垛装置(7)、左脱模装置(8)、左浇铸模组(9)、多模中间浇铸装置浇口(10)组成；所述的保温或加热炉(1)为感应式电加热炉，可选择感应式工频炉或感应式中频炉，具体视所加热金属的性质而定；所述的自动浇铸机设有左脱模工位、中间浇铸工位和右脱模工位。

所述的多模中间浇铸装置(2)设有2～100个并行浇铸口，可同时定量浇铸2～100个稀贵有色金属锭坯。

所述的多模中间浇铸装置(2)设有特殊的定量控制装置，其定量控制简单易行、安全可靠，所浇铸高质量稀贵有色金属锭坯保证了后续处理工序的高效与节能。

所述的浇铸小车(3)上设有左浇铸模组(9)和右浇铸模组(5)，两组铸模左、右对称于浇铸小车(3)，每组铸模的数量可在2～100间选择，并绝对等于多模中间浇铸装置2中并行浇铸口的数量。

所述的浇铸小车(3)有左、右两个工作位置，当浇铸小车(3)上的左浇铸模组(9)处于浇铸工位并实施浇铸时，浇铸小车(3)上右浇铸模组(5)中上一轮浇铸并冷却到脱模温度的锭坯正处于右脱模工位实施脱模，此时浇铸小车处于右工作位置)，在本轮浇铸，则左浇铸模组(9)和脱模工作，则右浇铸模组(5)完成之后，浇铸小车左移，当右浇铸模组(5)处于中间浇铸工位并实施新一轮浇铸时，左浇铸模组(9)中冷却到脱模温度的锭坯已被置于左脱模工位并实施脱模，此时浇铸小车处于左工作位置。

所述的浇铸小车(3)上设有特殊的浇铸模锁紧装置，浇铸过程中，模具锁紧装置将所有铸模夹紧，保证模具与模具的接触表面以一定的压力相互接触，以防止所浇铸稀贵有色金属从模具接缝间渗出。

所述的浇铸小车(3)上设有专门的等距分模装置，当完成浇铸的某一组锭坯连同模具被移到相应脱模工位并冷却达到脱模温度后，分模装置将该组模具自动等距分开，以方便脱模装置将锭坯和模具分离。

所述的左脱模装置8和右脱模装置(3)上分别设有特殊的脱模工具，在相应模具被等距分开后，上述脱模工具自动将锭坯和模具分离。

所述的左受锭码垛装置(7)和右受锭码垛装置(6)上设有特殊的锭坯收集器和码垛装置，当锭坯被从模具中分离出来后，落入锭坯收集器，并由码垛装置自动排序码垛，以便后续运输。

稀贵有色金属立式自动浇铸机使用一种特定的浇铸方法，其特征在于含有以下工艺步骤：开始浇铸，则原点→稀贵有色金属精炼炉出料→中间包转运稀贵有色金属至感应式加热炉(1)→感应式加热炉(1)加热保温→定质量熔融态金属注入多模中间浇铸装置(2)→多模中间浇铸装置(2)第一次将液态金属一次性注入位于浇铸小车上等待浇铸的左浇铸模组(9)中→浇铸小车(4)左移至其左工作位置，将左浇铸模组9置于左脱模工位，同时，完成上一轮脱模操作的右浇铸模组(5)被自动夹紧，并置于中间浇铸工位等待下一轮浇铸→多模中间浇铸装置2将第二次接受的液态金属一次性注入位于浇铸小车上等待浇铸的右浇铸模组(5)中，其间，左浇铸模组(9)被自动等距分开，左脱模装置(8)将处于左浇铸模组(9)中的锭坯与模具分离，并完成脱模操作→浇铸小车(4)右移至其右工作位置，将右浇铸模组(5)置于右脱模工位，同时，完成上一轮脱模操作的左浇铸模组(9)被自动夹紧，并置于中间浇铸工位等待下一轮浇铸→多模中间浇铸装置(2)将第三次接受的液态金属一次性注入位于浇铸小车(4)上等待浇铸的左浇铸模组9中，其间，右浇铸模组(5)被自动等距分开，右脱模装置3将处于右浇铸模组5中的锭坯与模具分离，并完成脱模操作→左、右受锭码垛装置(7)和(6)不断对落入锭坯收集器中的锭坯进行自动排序码垛，以便后续运输→上述过程按步调不断交替进行，直到感应式加热炉(1)中的所有金属被全部浇铸完毕。

采用本发明所述“稀贵有色金属立式自动浇铸机”及“配套浇铸工艺”浇铸稀贵有色金属的各类锭坯具有以下优势：其一、可在无人工干预的情况下，直接一次浇铸得到高质量的稀贵有色金属锭坯，完全避免了浇铸过程中热辐射和飞溅液态金属对浇铸者造成的伤害；其二、可提高稀贵有色金属的收得率；其三、可方便地实现稀贵有色金属锭坯的定量浇铸，为提高后续电解工序的电流效率奠定了基础；第四、对提升整个稀贵有色金属浇铸生产的自动化水平、提高生产效率、节约能源、保护环境、改善工作条件、降低劳动强度具有重要的现实意义；第五、本发明所述“稀贵有色金属立式自动浇铸机”操作安全可靠，所浇铸锭坯的最终质量高，在整个稀贵有色金属冶金行业具有极高的实用价值及广阔的应用前景，并能给稀贵有色金属冶金行业带来良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是传统手工浇铸工具。

图1中：21-浇铸坩锅，22-浇铸模具，23-模架。

图2a是本发明新型稀贵金属立式自动浇铸机系统结构示意图。

图2b是本发明新型稀贵金属立式自动浇铸机系统中间包的结构示意图。

图2c是本发明新型稀贵金属立式自动浇铸机。

图2a、图2b和图2c中：12-中间包，13-稀贵有色金属立式自动浇铸机。

图3是本发明稀贵有色金属立式自动浇铸机。

图3中：1-保温或加热炉，2-多模中间浇铸装置，3-右脱模装置，4-浇铸小车，5-右浇铸模组，6-右受锭码垛装置，7-左受锭码垛装置，8-左脱模装置，9-左浇铸模组，10-多模中间浇铸装置浇口。

图4a是本发明单浇铸工位稀贵有色金属立式自动浇铸机浇铸小车处于右工作位置结构示意图。

图4b是本发明单浇铸工位稀贵有色金属立式自动浇铸机浇铸小车处于左工作位置。

图4a和图4b中：1-感应式加热炉，2-多模中间浇铸装置，3-右脱模装置，4-浇铸小车，5-右浇铸模组，6-右受锭码垛装置，7-左受锭码垛装置，8-左脱模装置，9-左浇铸模组，10-多模中间浇铸装置浇口，

图5a是本发明双浇铸工位稀贵有色金属立式自动浇铸机浇铸小车处于右工作位置的结构示意图。

图5b是本发明双浇铸工位稀贵有色金属立式自动浇铸机浇铸小车处于左工作位置的结构示意图。

图5a和图5b中：1-感应式加热炉，2-液态金属分流导槽，3-右多模中间浇铸装置，4-右多模中间浇铸装置浇口，5-右浇铸模组，6-脱模装置，7-受锭码垛装置，8-左浇铸模组，9-浇铸小车，10-多模中间浇铸装置浇口，11-多模中间浇铸装置。

图6是本发明的配套浇铸工艺流程图。

具体实施方式

下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

如图2所示，该系统由稀贵有色金属精炼炉1、中间包2、稀贵有色金属立式自动浇铸机3组成，其中稀贵有色金属立式自动浇铸机3及配套浇铸工艺为本发明的核心。

本发明“稀贵有色金属立式自动浇铸机”由保温或加热炉1、多模中间浇铸装置2、右脱模装置3、浇铸小车4、右浇铸模组5、右受锭码垛装置6、左受锭码垛装置7、左脱模装置8、左浇铸模组9、多模中间浇铸装置浇口10组成，其具体结构如图3所示。

保温或加热炉1为感应式电加热炉，如图3所示，可选择感应式工频炉或感应式中频炉，具体形式视所加热金属的性质而定。感应式电加热炉的功率和容量可根据具体的工艺流程和所加热金属的量来确定。在浇铸系统没有配套的稀贵有色金属精炼炉、且所加热金属的量较大时，感应式电加热炉必须熔炼处于室温状态的稀贵有色金属，此时其功率偏大；当浇铸系统拥有精炼炉、且所加热金属的量较少时，感应式电加热炉仅担负精炼炉熔炼后液态金属的保温职能，此时其功率偏小。

多模中间浇铸装置2是本发明的重要组件之一，如图3所示，该多模中间浇铸装置专为稀贵有色金属自动浇铸机而设计。可根据所需一次浇铸锭坯的数量，设立2～100个并行浇铸口，同时浇铸多个稀贵有色金属锭坯，从而极大地提高稀贵有色金属的生产效率。该多模中间浇铸装置无需浇铸人员直接手工操作，完全避免了浇铸过程中热辐射和飞溅液态金属对浇铸者造成的伤害。此外，多模中间浇铸装置2设有特殊的定量控制装置，其定量控制简单易行、安全可靠，所浇铸高质量稀贵有色金属锭坯保证了后续处理工序的高效与节能。

浇铸小车3是本发明的另一重要组件，如图3所示，其上设有完全对称于浇铸小车3的左、右两组铸模。视具体生产情况，每组铸模的数量可在2～100间选择，并绝对等于多模中间浇铸装置2中并行浇铸口的数量。浇铸小车3有左、右两个工作位置，当左浇铸模组9处于浇铸工位并实施浇铸时，右浇铸模组5中上一轮浇铸并冷却到脱模温度的锭坯正处于右脱模工位实施脱模(此时浇铸小车处于右工作位置)，如图4(a)所示；在本轮浇铸(左浇铸模组9)和脱模工作(右浇铸模组5)完成之后，浇铸小车左移，当右浇铸模组5处于中间浇铸工位并实施新一轮浇铸时，左浇铸模组9中冷却到脱模温度的锭坯已被置于左脱模工位并实施脱模(此时浇铸小车处于左工作位置)，如图4(b)所示。上述过程不断交替进行，直到精炼炉熔炼好的金属被全部浇铸完毕。其间，稀贵有色金属精炼炉熔炼好的金属被通过中间包2不断转运到保温或加热炉中。此外，为防止浇铸过程中液态稀贵有色金属从模具接缝间渗出，浇铸小车3上设有特殊的浇铸模锁紧装置，以保证浇铸过程中模具与模具的接触表面以一定的压力相互接触。为安全可靠地实现机械化脱模，浇铸小车3上设有专门的等距分模装置，当完成浇铸的某一组锭坯连同模具被移到相应脱模工位并冷却达到脱模温度后，分模装置将该组模具自动等距分开，以方便脱模装置将锭坯和模具分离。

左、右脱模装置8、3是本发明的另一重要组件如图3所示，脱模装置的功能是将处于等距分开状态模具中的稀贵有色金属锭坯高效快速地与模具分离。

左、右受锭码垛装置7、6是本发明的另一重要组件，如图3所示，受锭码垛装置的功能是收集从模具中分离出来的稀贵有色金属锭坯，并对锭坯进行码垛，以便后续运输工作。

本发明“稀贵有色金属立式自动浇铸机”主要有“单、双浇铸工位”两种形式，具体结构分别如图4和图5所示。“单浇铸工位稀贵有色金属立式自动浇铸机”主要由一套多模中间浇铸装置，两套脱模装置和两套受锭码垛装置构成；而“双浇铸工位稀贵有色金属立式自动浇铸机”则主要由两套多模中间浇铸装置，一套脱模装置和一套受锭码垛装置构成。其它部分大同小异。

本发明所述“配套浇铸工艺”如图6所示。

实施例1：当左、右浇铸模组的铸模数均为2时，多模中间浇铸装置2设有2个并行浇铸口。此时，多模中间浇铸装置2的容量必须与2块锭坯的质量相匹配，以实现稀贵有色金属锭坯的定量浇铸控制，如图3所示。稀贵有色金属立式自动浇铸机的原点位置为：①感应式电加热炉1和多模中间浇铸装置2处于待浇铸状态；②浇铸小车4处于右工作位置，如图4(a)所示；③左浇铸模组9处于夹紧状态，右浇铸模组5处于等距分开脱模状态；④左浇铸模组9处于中间浇铸工位，右浇铸模组5处于右脱模工位；⑤左脱模装置8处于等待脱模状态，右脱模装置3完成脱模操作处于下一轮等待脱模状态；⑥左、右受锭码垛装置等待接受新的锭坯，并将进行新一轮码垛操作。

本发明2铸模稀贵有色金属立式自动浇铸机的具体使用步骤方法如下。第一步，浇铸机处于复位状态，即原点位置；第二步，稀贵有色金属精炼炉将原料熔炼成所需品位的液态金属，通过中间包将液态金属转运至感应式电加热炉1中，为确保熔融态稀贵有色金属良好的流动性，必须持续对其中的稀贵有色金属进行保温加热，使液态金属的温度保持在其熔点以上一个适当水平，以方便实现后续浇铸；第三步，感应式电加热炉1在定量控制装置的控制下，根据浇铸小车4的浇铸频率，按步调将质量等于2块锭坯质量的液态金属注入多模中间浇铸装置2中；第四步，多模中间浇铸装置第一次将液态金属一次性注入位于浇铸小车4上等待浇铸的左浇铸模组9中(2个铸模)；第五步，浇铸小车4左移至其左工作位置，将左浇铸模组9置于左脱模工位，同时，完成上一轮脱模操作的右浇铸模组5被自动夹紧，并置于中间浇铸工位等待下一轮浇铸；第六步，多模中间浇铸装置将第二次接受的液态金属注入位于浇铸小车4上等待浇铸的右浇铸模组5中(2个铸模)，其间，左浇铸模组9被自动等距分开，左脱模装置8将处于左浇铸模组9中的锭坯与模具分离，并完成脱模操作；第七步，浇铸小车4右移至其右工作位置，将右浇铸模组5置于右脱模工位，同时，完成上一轮脱模操作的左浇铸模组9被自动夹紧，并置于中间浇铸工位等待下一轮浇铸；第八步，多模中间浇铸装置将第三次接受的液态金属一次性注入位于浇铸小车4上等待浇铸的左浇铸模组9中(2个铸模)，其间，右浇铸模组5被自动等距分开，右脱模装置3将处于右浇铸模组5中的锭坯与模具分离，并完成脱模操作，上述过程按步调不断交替进行，直到感应式加热炉1中的所有金属被全部浇铸完毕；第九步，左、右受锭码垛装置7和6不断对落入锭坯收集器中的锭坯进行自动排序码垛，以便后续运输。

实施例2：本发明稀贵有色金属立式自动浇铸机的最佳铸模数为10，当左、右浇铸模组的铸模数均为10时，多模中间浇铸装置2设有10个并行浇铸口。此时，多模中间浇铸装置2的容量必须与10块锭坯的质量相匹配，以实现稀贵有色金属锭坯的定量浇铸控制，如图3所示。10铸模稀贵有色金属立式自动浇铸机的具体使用步骤方法与2铸模稀贵有色金属立式自动浇铸机的具体使用步骤方法大同小异。

实施例3：本发明稀贵有色金属立式自动浇铸机的最多铸模数为100，当左、右浇铸模组的铸模数均为100时，多模中间浇铸装置2设有100个并行浇铸口。此时，多模中间浇铸装置2的容量必须与100块锭坯的质量相匹配，以实现稀贵有色金属锭坯的定量浇铸控制，如图3所示。100铸模稀贵有色金属立式自动浇铸机的具体使用步骤方法与2铸模稀贵有色金属立式自动浇铸机的具体使用步骤方法大同小异。

1、保温或加热炉；2、多模中间浇铸装置；3、右脱模装置；(4)、浇铸小车；5、右浇铸模组；6、右受锭码垛装置；7、左受锭码垛装置；8、左脱模装置；9、左浇铸模组；10、多模中间浇铸装置浇口；11、多模中间浇铸装置；12、中间包；13、稀贵有色金属立式自动浇铸机；21、浇铸坩锅；22、浇铸模具；23、模架。