《一种镁合金厚板连续生产设备及工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种镁合金厚板连续生产设备及工艺.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103878332 A (43)申请公布日 2014.06.25 CN 103878332 A (21)申请号 201410112376.1 (22)申请日 2014.03.24 B22D 11/14(2006.01) B22D 11/18(2006.01) B22D 11/12(2006.01) B22D 11/055(2006.01) B22D 11/111(2006.01) B22D 11/11(2006.01) (71)申请人 中国重型机械研究院股份公司 地址 710032 陕西省西安市未央区东元路 209 号 (72)发明人 雷华 杨拉道 刘赵卫 (74)专。
2、利代理机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 代理人 贺建斌 (54) 发明名称 一种镁合金厚板连续生产设备及工艺 (57) 摘要 一种镁合金厚板连续生产设备及工艺， 设备 包括中间缓冲包， 中间缓冲包上方连接有镁合金 精炼熔液补给管道和第一氩气输送管道， 中间缓 冲包的下方连接有浇铸管道， 浇铸管道出口穿过 结晶器盖伸入到结晶器恒温控段内腔， 结晶器凝 固段下方的板带表面防腐保护段和密排导向辊连 接， 密排导向辊的下方设有铸坯的板坯切断分离 装置和铸坯移送机构， 铸坯移送机构下部设有切 削收集装置， 切削收集装置连接在切削集送装置 上， 工艺是将镁合金熔液通过管道运输到密闭的 组合结。
3、晶器中边凝固边下移， 凝固表面经过防腐 处理， 通过支撑拉辊将镁合金厚板坯连续不断的 拉出， 经后续切割分离， 形成大于 50mm 厚的一定 宽度和长度的板材， 提升镁合金厚板坯的生产效 率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 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2页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103878332 A CN 103878332 A 1/2 页 2 1. 一种镁合金厚板连续生产设备， 包括中间缓冲包 3（） ， 其特征在于 ： 中间缓冲包 （3） 上方连接有镁合金精炼熔液补给管道 （1。
4、） 和第一氩气输送管道 （2） ， 中间缓冲包 （3） 的侧下 方连接有清渣管道 （4） ， 清渣管道 （4） 和清渣容箱 （5） 连接， 中间缓冲包 （3） 的下方连接有浇 铸管道 （7） ， 结晶器凝固段 （11） 上方的结晶器恒温控段 （10） 顶部设有结晶器盖 （9） ， 结晶器盖 （9） 连接有第二氩气输送管道 （6） 和防护熔剂输送管道 （8） ， 浇铸管道 （7） 出口穿过结晶器盖 （9） 伸入到结晶器恒温控段 （10） 内腔， 结晶器凝固段 （11） 下方的板带表面防腐保护段 （12） 和密排导向辊 （13） 连接， 密排导向辊 （13） 的下方设有铸坯 （14） 的板坯切断分。
5、离装置 （15） 和铸坯移送机构 （16） ， 铸坯移送机构 （16） 和铸坯出坯移送装置 （20） 连接， 铸坯出坯的下线 口处设有铸坯起吊装置 （21） ， 铸坯移送机构 （16） 下部设有切削收集装置 （17） ， 切削收集装置 （17） 连接在切削集送 装置 （18） 上， 通过切削集送装置 （18） 将切削收集装置 （17） 送到切削集送位 （19） 处。 2. 根据权利要求 1 所述的一种镁合金厚板连续生产设备的工艺， 其特征在于， 包括以 下步骤 ： 第一步 ： 引锭杆头部通过密排导向辊 （13） 送到结晶器凝固段 （11） 内设定位置封堵结 晶器凝固段 （11） 的下口， 使结。
6、晶器恒温控段 （10） 、 结晶器凝固段 （11） 的内腔和引锭杆头部 形成一个下部封闭的熔液 “盛放杯” ； 第二步 ： 第一氩气输送管道 （2） 将氩气通入镁合金熔液中间缓冲包 （3） ， 清除空包内的 空气， 降低氧、 氮与镁反应的气体后， 将空的中间缓冲包 （3） 加热到镁合金熔液存留温度， 将 精炼阶段获得的镁合金熔液经镁合金精炼熔液补给管道 （1） 输送到中间缓冲包 （3） ； 第三步 ： 结晶器盖 （9） 与结晶器恒温控制段 （10） 紧密结合， 防止上面空气的进入， 结晶 器恒温控制段 （10） 启动恒温控装置加热， 使此段内壁到达镁合金熔液浇铸控制温度， 第二 氩气输送管道 。
7、（6） 通入氩气， 排除存留的空气 ； 第四步 ： 浇铸管道 （7） 将中间缓冲包 （3） 中的镁合金熔液输送到结晶器恒温控制段 （10） 和结晶器凝固段 （11） 内腔， 通过结晶器恒温控制段 （10） 上部的液面控制系统将液面 控制到一个稳定的位置， 防护熔剂输送管道 （8） 向结晶器液面上方均匀喷洒防护熔剂， 增加 铸坯与结晶器内壁的润滑效果 ； 第五步 ： 结晶器凝固段 （11） 通水冷却， 使存留在本段的镁合金熔液与其内壁接触部分 冷却凝固形成具有一定抗拉强度的坯壳， 打开板坯表面防腐保护段 （12） 的防护气体进行板 坯表面防腐， 镁合金熔液与引锭头部接触部分凝结在一起， 为引锭下。
8、拉镁合金凝固板坯提 供条件 ； 第六步 ： 启动密排导向辊 （13） 拖动引锭杆下拉铸坯 （14） ， 同时打开密排辊内部的铸坯 冷却系统加强铸坯冷却， 当铸坯到引锭与板坯分离位置时， 板坯切断分离装置 （15） 将引锭 与板坯切割分离， 收走引锭， 修理后待下次开浇使用 ； 第七步 ： 全凝固的铸坯 （14） 继续下拉， 经过板带切断分离装置 （15） 位置时， 按照下续 板坯定尺切割， 铸坯移送机构 （16） 将铸坯移送到铸坯 （14） 出坯位置， 铸坯出坯移送装置 （20） 将铸坯 （14） 提升到下线口， 铸坯起吊装置 （21） 将铸坯 （14） 起吊下线， 切割削通过切 削收集装置 。
9、（17） 到切削集送装置 （18） ， 在收集快满时移送到切削集送位 （19） 进行下线排 放清理后返回原位 ； 权 利 要 求 书 CN 103878332 A 2 2/2 页 3 第八步 ： 往复第二至第七步连续生产 ； 第九步 ： 在停浇时， 停止浇铸管道 （7） 向结晶器恒温控制段 （10） 注入镁合金熔液， 减速 将原有的镁合金熔液完全凝固拉出， 在完成最后一块铸坯下线后， 整个板坯连续浇铸阶段 结束。 3. 根据权利要求 2 所述的一种镁合金厚板连续生产设备的工艺， 其特征在于 ： 经过一 定时间的连续浇铸， 沉淀的镁合金熔液杂质沉积在中间包的下方， 当达到一定高度后， 杂质 会随。
10、熔液进入结晶器， 这时就需要通过清渣管道 （4） 将下层杂质排放到有惰性气体保护的 清渣容箱 （5） 中， 待冷却凝固后清除。 权 利 要 求 书 CN 103878332 A 3 1/4 页 4 一种镁合金厚板连续生产设备及工艺 技术领域 0001 本发明涉及冶金行业镁合金厚板连续铸造领域， 具体涉及一种镁合金厚板连续生 产设备及工艺。 背景技术 0002 目前国内外采用半连续或模铸的方法铸造镁合金板坯 , 半连铸技术相对模铸而 言 , 尽管效率有所提高 , 但半连铸不能连续生产 , 是借鉴铝合金半连铸技术而衍生的技 术 , 是将镁合金熔液注入封闭的铸锭模中 , 铸锭模高度一般在 110 2。
11、50mm 间 , 镁合金熔 液在铸锭模内凝固形成比较厚的坯壳后 , 依靠铸锭模下方封堵的引锭托盘托着镁合金铸 坯缓慢下移 , 下移速度一般在 0.15m/min 以下 , 在下移到一定长度后 , 停止向铸模内注入 熔液 , 并移开铸模 , 待已成形的铸坯冷却到设定温度后 , 托盘将铸坯缓慢升到上方 , 利用 行车吊走铸坯。因铸造过程是间断进行， 所以叫半连铸技术。在半连铸过程中， 因镁金属性 质活泼， 对空气中含有的氧、 水蒸气等气体隔离要求比较高， 在铸模的往复移动过程中就带 来许多生产危险性。 铸模高度小， 镁合金熔液在铸模内冷却速度受到限制， 制约着铸造速度 的提高， 进而影响镁合金铸坯。
12、效率的提高。 0003 采取什么样的工艺方法， 提升镁合金厚板坯的生产效率， 是业内人士研究的主要 方向之一。 发明内容 0004 为了克服上述现有技术的缺点， 本发明的目的是提供一种镁合金厚板连续生产设 备及工艺， 能够形成大于 50mm 厚的板材， 提升镁合金厚板坯的生产效率。 0005 为了达到上述目的， 本发明采取的技术方案为 ： 0006 一种镁合金厚板连续生产设备， 包括中间缓冲包 3， 中间缓冲包 3 上方连接有镁合 金精炼熔液补给管道 1 和第一氩气输送管道 2， 中间缓冲包 3 的侧下方连接有清渣管道 4， 清渣管道 4 和清渣容箱 5 连接， 中间缓冲包 3 的下方连接有浇。
13、铸管道 7， 0007 结晶器凝固段11上方的结晶器恒温控段10顶部设有结晶器盖9， 结晶器盖9连接 有第二氩气输送管道6和防护熔剂输送管道8， 浇铸管道7出口穿过结晶器盖9伸入到结晶 器恒温控段 10 内腔， 结晶器凝固段 11 下方的板带表面防腐保护段 12 和密排导向辊 13 连 接， 密排导向辊 13 的下方设有铸坯 14 的板坯切断分离装置 15 和铸坯移送机构 16， 铸坯移 送机构 16 和铸坯出坯移送装置 20 连接， 铸坯出坯的下线口处设有铸坯起吊装置 21， 0008 铸坯移送机构 16 下部设有切削收集装置 17， 切削收集装置 17 连接在切削集送装 置 18 上， 通。
14、过切削集送装置 18 将切削收集装置 17 送到切削集送位 19 处。 0009 一种镁合金厚板连续生产工艺， 包括以下步骤 ： 0010 第一步 ： 引锭杆头部通过密排导向辊 13 送到结晶器凝固段 11 内设定位置封堵结 晶器凝固段11的下口， 使结晶器恒温控段10、 结晶器凝固段11的内腔和引锭杆头部形成一 个下部封闭的熔液 “盛放杯” ； 说 明 书 CN 103878332 A 4 2/4 页 5 0011 第二步 ： 第一氩气输送管道 2 将氩气通入镁合金熔液中间缓冲包 3， 清除空包内的 空气， 降低氧、 氮与镁反应的气体后， 将空的中间缓冲包 3 加热到镁合金熔液存留温度， 将。
15、 精炼阶段获得的镁合金熔液经镁合金精炼熔液补给管道 1 输送到中间缓冲包 3 ； 0012 第三步 ： 结晶器盖9与结晶器恒温控制段10紧密结合， 防止上面空气的进入， 结晶 器恒温控制段 10 启动恒温控装置加热， 使此段内壁到达镁合金熔液浇铸控制温度， 第二氩 气输送管道 6 通入氩气， 排除存留的空气 ； 0013 第四步 ： 浇铸管道 7 将中间缓冲包 3 中的镁合金熔液输送到结晶器恒温控制段 10 和结晶器凝固段 11 内腔， 通过结晶器恒温控制段 10 上部的液面控制系统将液面控制到一 个稳定的位置， 防护熔剂输送管道 8 向结晶器液面上方均匀喷洒防护熔剂， 增加铸坯与结 晶器内壁。
16、的润滑效果 ； 0014 第五步 ： 结晶器凝固段 11 通水冷却， 使存留在本段的镁合金熔液与其内壁接触部 分冷却凝固形成具有一定抗拉强度的坯壳， 打开板坯表面防腐保护段 12 的防护气体进行 板坯表面防腐， 镁合金熔液与引锭头部接触部分凝结在一起， 为引锭下拉镁合金凝固板坯 提供条件 ； 0015 第六步 ： 启动密排导向辊 13 拖动引锭杆下拉铸坯 14， 同时打开密排辊内部的铸坯 冷却系统加强铸坯冷却， 当铸坯到引锭与板坯分离位置时， 板坯切断分离装置 15 将引锭与 板坯切割分离， 收走引锭， 修理后待下次开浇使用 ； 0016 第七步 ： 全凝固的铸坯 14 继续下拉， 经过板带切。
17、断分离装置 15 位置时， 按照下续 板坯定尺切割， 铸坯移送机构 16 将铸坯移送到铸坯 14 出坯位置， 铸坯出坯移送装置 20 将 铸坯 14 提升到下线口， 铸坯起吊装置 21 将铸坯 14 起吊下线， 切割削通过切削收集装置 17 到切削集送装置 18， 在收集快满时移送到切削集送位 19 进行下线排放清理后返回原位 ； 0017 第八步 ： 往复第二至第七步连续生产 ； 0018 第九步 ： 在停浇时， 停止浇铸管道7向结晶器恒温控制段10注入镁合金熔液， 减速 将原有的镁合金熔液完全凝固拉出， 在完成最后一块铸坯下线后， 整个板坯连续浇铸阶段 结束。 0019 经过一定时间的连续。
18、浇铸， 沉淀的镁合金熔液杂质沉积在中间包的下方， 当达到 一定高度后， 杂质会随熔液进入结晶器， 这时就需要通过清渣管道 4 将下层杂质排放到有 惰性气体保护的清渣容箱 5 中， 待冷却凝固后清除。 0020 本发明设备及工艺的特点有 ： 0021 1. 采用结晶器内壁凝固方法， 增大了镁合金熔液的停留空间， 加强了冷却效果。 0022 2. 采用封闭隔绝式的镁合金熔液注入系统， 避免了氧、 氮和水蒸气等易作用物质 的侵入， 保证浇铸安全顺利。 0023 3. 采用分段组合式结晶器， 分别实现恒温控制、 冷却凝固、 防护处理等功能， 延长 镁合金熔液凝固区间长度， 增加连续浇铸的可靠性。 00。
19、24 4. 镁合金熔液流经容腔均有惰性气体的防护， 镁合金熔液进入结晶器恒温控制段 后， 上表面加入防护熔剂， 一方面在上表面形成一层液体保护膜， 加强防护镁合金熔液与氧 等不利浇铸的气体接触， 提高镁合金纯度， 同时因其熔点低于镁合金， 熔液黏度比镁合金熔 液小， 比重比镁合金小， 能填充到镁合金凝固壳与结晶器内壁间的收缩间隙中， 增加结晶器 内壁与铸坯壳间的润滑性能， 减少摩擦力， 为铸坯下拉提供条件。 说 明 书 CN 103878332 A 5 3/4 页 6 0025 5. 结晶器液面通过液面控制系统有助浇铸理想液面的控制， 结晶器熔液停留高度 提高， 有助杂质上浮， 提高铸坯铸造质。
20、量。 0026 6. 采用密排导向辊的转速控制拉坯速度和拉力， 结合板坯切断分离装置自动切 割、 铸坯移送等工序， 能够形成大于 50mm 厚的板材， 实现连续浇铸， 生产效率高， 灵活性大。 附图说明 0027 附图为本发明设备的结构示意图。 具体实施方式 0028 下面结合附图对本发明做详细描述。 0029 参照附图， 一种镁合金厚板连续生产设备， 包括中间缓冲包 3， 中间缓冲包 3 上方 连接有镁合金精炼熔液补给管道1和第一氩气输送管道2， 中间缓冲包3的侧下方连接有清 渣管道 4， 清渣管道 4 和清渣容箱 5 连接， 中间缓冲包 3 的下方连接有浇铸管道 7， 0030 结晶器凝固。
21、段11上方的结晶器恒温控段10顶部设有结晶器盖9， 结晶器盖9连接 有第二氩气输送管道6和防护熔剂输送管道8， 浇铸管道7出口穿过结晶器盖9伸入到结晶 器恒温控段 10 内腔， 结晶器凝固段 11 下方的板带表面防腐保护段 12 和密排导向辊 13 连 接， 密排导向辊 13 的下方设有铸坯 14 的板坯切断分离装置 15 和铸坯移送机构 16， 铸坯移 送机构 16 和铸坯出坯移送装置 20 连接， 铸坯出坯的下线口处设有铸坯起吊装置 21， 0031 铸坯移送机构 16 下部设有切削收集装置 17， 切削收集装置 17 连接在切削集送装 置 18 上， 通过切削集送装置 18 将切削收集装。
22、置 17 送到切削集送位 19 处。 0032 参照附图， 一种镁合金厚板连续生产工艺， 包括以下步骤 ： 0033 第一步 ： 引锭杆头部通过密排导向辊 13 送到结晶器凝固段 11 内设定位置封堵结 晶器凝固段11的下口， 使结晶器恒温控段10、 结晶器凝固段11的内腔和引锭杆头部形成一 个下部封闭的熔液 “盛放杯” ； 0034 第二步 ： 第一氩气输送管道 2 将氩气通入镁合金熔液中间缓冲包 3， 清除空包内的 空气， 降低氧、 氮与镁反应的气体后， 将空的中间缓冲包 3 加热到镁合金熔液存留温度， 将 精炼阶段获得的镁合金熔液经镁合金精炼熔液补给管道 1 输送到中间缓冲包 3 ； 0。
23、035 第三步 ： 结晶器盖9与结晶器恒温控制段10紧密结合， 防止上面空气的进入， 结晶 器恒温控制段 10 启动恒温控装置加热， 使此段内壁到达镁合金熔液浇铸控制温度， 第二氩 气输送管道 6 通入氩气， 排除存留的空气 ； 0036 第四步 ： 浇铸管道 7 将中间缓冲包 3 中的镁合金熔液输送到结晶器恒温控制段 10 和结晶器凝固段 11 内腔， 通过结晶器恒温控制段 10 上部的液面控制系统将液面控制到一 个稳定的位置， 防护熔剂输送管道 8 向结晶器液面上方均匀喷洒防护熔剂， 增加铸坯与结 晶器内壁的润滑效果 ； 0037 第五步 ： 结晶器凝固段 11 通水冷却， 使存留在本段的。
24、镁合金熔液与其内壁接触部 分冷却凝固形成具有一定抗拉强度的坯壳， 打开板坯表面防腐保护段 12 的防护气体进行 板坯表面防腐， 镁合金熔液与引锭头部接触部分凝结在一起， 为引锭下拉镁合金凝固板坯 提供条件 ； 0038 第六步 ： 启动密排导向辊 13 拖动引锭杆下拉铸坯 14， 同时打开密排辊内部的铸坯 说 明 书 CN 103878332 A 6 4/4 页 7 冷却系统加强铸坯冷却， 当铸坯到引锭与板坯分离位置时， 板坯切断分离装置 15 将引锭与 板坯切割分离， 收走引锭， 修理后待下次开浇使用 ； 0039 第七步 ： 全凝固的铸坯 14 继续下拉， 经过板带切断分离装置 15 位置。
25、时， 按照下续 板坯定尺切割， 铸坯移送机构 16 将铸坯移送到铸坯 14 出坯位置， 铸坯出坯移送装置 20 将 铸坯 14 提升到下线口， 铸坯起吊装置 21 将铸坯 14 起吊下线， 切割削通过切削收集装置 17 到切削集送装置 18， 在收集快满时移送到切削集送位 19 进行下线排放清理后返回原位 ； 0040 第八步 ： 往复第二至第七步连续生产 ； 0041 第九步 ： 在停浇时， 停止浇铸管道7向结晶器恒温控制段10注入镁合金熔液， 减速 将原有的镁合金熔液完全凝固拉出， 在完成最后一块铸坯下线后， 整个板坯连续浇铸阶段 结束。 0042 经过一定时间的连续浇铸， 沉淀的镁合金熔液杂质沉积在中间包的下方， 当达到 一定高度后， 杂质会随熔液进入结晶器， 这时就需要通过清渣管道 4 将下层杂质排放到有 惰性气体保护的清渣容箱 5 中， 待冷却凝固后清除。 说 明 书 CN 103878332 A 7 1/1 页 8 说 明 书 附 图 CN 103878332 A 8 。