铝棒浇铸成型设备的制作方法

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　　铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。

　　铝和铝合金熔炼铸造加工过程中，结晶成型是核心技术，现有技术中的铝棒成型设备其结构复杂，制造与加工困难，操作麻烦，成本高。

　　本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种铝棒浇铸成型设备，从而可以方便的完成铝棒的加工，工作效率高，成型效果好。

　　一种铝棒浇铸成型设备，包括固定框架，所述固定框架上方安装有多个相邻的模盘单元，每个模盘单元的下方均设置有分布的多个结晶头，模盘单元通入的铝水注入结晶头中，每个结晶头的一旁设置有通气阀，位于固定框架的底部安装有引锭头升降平台，所述引锭头升降平台上安装有多个引锭头，每个引锭头与每个结晶头一一对应，所述引锭头升降平台的底部设置有升降油缸，引锭头升降平台上升时，每个引锭头伸入至每个结晶头中，在结晶的过程中施加冷却措施，控制引锭头升降平台缓慢下降，形成铝棒；所述固定框架和模盘单元上安装有控制箱。

　　所述固定框架的结构为：包括平行间隔设置的底座一和底座二，所述底座一和底座二之间垂直安装有连接梁一和连接梁二，所述底座一、底座二、连接梁一和连接梁二围成四方形结构，所述连接梁一和连接梁二的内侧均固定有平台，所述底座一和底座二的中部均安装有定位板。

　　所述底座一和底座二的结构相同，均为空心方管，底座一和底座二的两端底部均设置有注水口，底座一和底座二的上表面间隔设置有多个出水口，出水口与模盘单元底部连通。

　　单个模盘单元的结构为：包括模盘本体，所述模盘本体的底部通过支撑件和支撑板安装多个均匀排列分布的结晶头，所述模盘本体下方设置有分流腔，每个分流腔互相连通，每个分流腔的底面设置有流道，所述流道与结晶头连通；所述模盘本体的顶面还安装有模盘盖。

　　所述模盘盖的安装结构为：模盘盖的底面设置有耐高温空心硅胶密封圈，模盘盖上还安装有控制打开与关闭的翻转装置，翻转装置的具体结构为：包括固定在模盘盖顶面的直角板，直角板上安装有连杆，与连杆平行设置有转动杆，所述转动杆的端部通过轴承座

　　支撑，所述模盘盖的外部设置有连接轴，所述连接轴的中部设置有固定块，所述连杆和转动杆均穿过固定块；位于模盘盖的两端设置有端板，其中一块端板的外部固定有电动推杆，所述电动推杆的输出端连接曲柄，所述曲柄与连接轴固定。

　　分流腔一端设置有抽真空口，分流腔的底部冷却腔，冷却腔分布在相邻两个结晶头之间的间隙处。

　　模盘单元的铝水入口一侧设置有浇铸分流槽，所述浇铸分流槽的结构为：包括矩形槽体，矩形槽体的顶面设置有封盖，所述矩形槽体的内部分别设置有一号流入口、二号流入口和三号流入口，所述矩形槽体的一端中部设置有铝水入口通道，矩形槽体的另一端外部设置有连接法兰，所述连接法兰与同时与三个模盘单元的端口固定。

　　单个结晶头与单个引锭头的配合结构为：所述结晶头的内部配合安装有引锭头，结晶头的内底面与引锭头上部之间对应围成有通入铝水的腔体，通过施加冷却措施，同时引锭头通过外部动力装置向下移动，在逐步增大的腔体内形成铝棒；

　　单个结晶头的结构为：包括外模，所述外模的内壁面上部配合安装有进气石墨环，进气石墨环的上方为进油石墨环，所述进油石墨环的顶部安装有下夹紧环，所述下夹紧环的内部配合安装热顶，所述下夹紧环通过紧固件与外模锁紧，所述热顶上部还配合安装有上夹紧环，上夹紧环和下夹紧环的配合工作下将热顶稳固，所述热顶的底部设置有倒锥形结构，热顶的中部开有通孔，热顶的底部与引锭头的底面形成有间隙；所述外模的内壁面下部配合安装有水环模；所述外模下方的圆周壁面上开有多个均匀间隔的进水孔；所述外模的底部设置有向外延伸的法兰边，所述法兰边上开有锁紧孔，所述法兰边通过紧固件与模盘单元连接；

　　单个引锭头的结构为：包括圆柱体结构，所述圆柱体结构的顶面圆周方向设置有一圈外缘边，圆柱体结构的顶面中部位置设置垂直向上的小圆台结构，所述小圆台结构的外部以及外缘边的内部形成有型腔，引锭头与结晶头配合时，型腔与热顶的下方为铝棒的成型区域；

　　所述圆柱体结构的外圆周面上间隔设置有的多个导向头，所述导向头的结构为：包括位于下方的长方体结构，位于上方的三角块。

　　所述引锭头升降平台的结构为：包括间隔平行设置的升降架，所述升降架的两端均安装有升降固定轴，两个升降架之间安装有间隔的连接架，两个连接架之间的升降架上安装有多组引锭头焊接支架组件，单个引锭头焊接支架组件的结构为：包括分别支撑在两个升降架上的支撑条，支撑条的两端分别开有支撑孔，两个支撑条上间隔分布有条状板，单个条状板上开有均匀间隔分布的矩形凹槽，每个矩形凹槽中卡入小柱子，每个小柱子的外侧设置有圆形凹槽，每个小柱子顶面安装固定垫块，两个条状板之间安装有凸字型连接片，引锭头通过紧固件安装在垫块上，引锭头能够在固定垫块内小范围水平移动，进入结晶头时在导向头的作用下自适应与结晶头的位置。

　　本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过模盘单元进入铝水，模盘单元底部的结晶头与引锭头升降平台上的引锭头的配合工作，并同时控制，可以方便的完成铝棒的加工，具有较好的自然、不断成型的过程，成型效果好，工作效率高，同时通过油、气、水三者结合进行成型与冷却，铝棒的加工质量优。

　　本实用新型所述的固定框架具有较好的固定作用，稳定性好，固定框架同时采用空心管制成，通过自身框架结构输送冷却水，具有较好的冷却功能，无需另外增加冷却系统，结构紧凑。

　　本实用新型所述的模盘单元，具有较好的密封功能，并能在内部产生负压，并能给铝水带来的冷却结晶，结晶效果好。

　　本实用新型所述的浇铸分流槽，可以均匀的分配铝水，给模盘单元的工作带来的极大的便携性。

　　本实用新型所述引锭头升降平台，是引锭头的安装平台，控制整个平台的升降，可以方便的实现每个引锭头与每个结晶头的配合工作，并同时具有较好的导向功能。

　　1、固定框架；2、控制箱；3、模盘单元；4、浇铸分流槽；5、引锭头升降平台；6、结晶头；7、引锭头；

　　101、连接梁一；102、底座一；103、平台；104、连接梁二；105、定位板；106、注水口；107、出水口；108、底座二；

　　301、模盘盖；302、直角板；303、连杆；304、转动杆；305、连接轴；306、固定块；307、模盘本体；308、端板；309、电动推杆；310、曲柄；311、分流腔；312、流道；313、耐高温空心硅胶密封圈；314、冷却腔；315、抽线、铝水入口通道；405、二号流入口；406、三号流入口；

　　501、升降架；502、连接架；503、升降固定轴；504、引锭头焊接支架组件；505、支撑条；506、支撑孔；507、条状板；508、小柱子；509、圆形凹槽；510、凸字型连接片；511、矩形凹槽；512、固定垫块。

　　601、通孔；602、热顶；603、上夹紧环；604、下夹紧环；605、进油石墨环；606、进气石墨环；607、外模；608、进水孔；609、水环模；610、法兰边；611、锁紧孔；612、斜面；613、凸起；

　　701、型腔；702、小圆台结构；703、外缘边；704、圆柱体结构；705、三角块；706、长方体结构；707、工艺圆孔；708、凹坑；709、连接柱；710、螺母。

　　如图1-图25所示，本实施例的铝棒浇铸成型设备，包括固定框架1，固定框架1上方安装有多个相邻的模盘单元3，每个模盘单元3的下方均设置有分布的多个结晶头6，模盘单元3通入的铝水注入结晶头6中，每个结晶头6的一旁设置有通气阀，位于固定框架1的底部安装有引锭头升降平台5，引锭头升降平台5上安装有多个引锭头7，每个引锭头7与每个结晶头6一一对应，引锭头升降平台5的底部设置有升降油缸，引锭头升降平台5上升时，每个引锭头7伸入至每个结晶头6中，在结晶的过程中施加冷却措施，控制引锭头升降平台5缓慢下降，形成铝棒；固定框架1和模盘单元3上安装有控制箱2。

　　固定框架1的结构为：包括平行间隔设置的底座一102和底座二108，底座一102和底座二108之间垂直安装有连接梁一101和连接梁二104，底座一102、底座二108、连接梁一101和连接梁二104围成四方形结构，连接梁一101和连接梁二104的内侧均固定有平台103，底座一102和底座二108的中部均安装有定位板105。

　　底座一102和底座二108的结构相同，均为空心方管，底座一102和底座二108的两端底部均设置有注水口106，底座一102和底座二108的上表面间隔设置有多个出水口107，出水口107与模盘单元3底部连通。

　　单个模盘单元3的结构为：包括模盘本体307，模盘本体307的底部通过支撑件和支撑板安装多个均匀排列分布的结晶头6，模盘本体307下方设置有分流腔311，每个分流腔311互相连通，每个分流腔311的底面设置有流道312，流道312与结晶头6连通；模盘本体307的顶面还安装有模盘盖301。

　　模盘盖301的安装结构为：模盘盖301的底面设置有耐高温空心硅胶密封圈313，模盘盖301上还安装有控制打开与关闭的翻转装置，翻转装置的具体结构为：包括固定在模盘盖301顶面的直角板302，直角板302上安装有连杆303，与连杆303平行设置有转动杆304，转动杆304的端部通过轴承座支撑，模盘盖301的外部设置有连接轴305，连接轴305的中部设

　　置有固定块306，连杆303和转动杆304均穿过固定块306；位于模盘盖301的两端设置有端板308，其中一块端板308的外部固定有电动推杆309，电动推杆309的输出端连接曲柄310，曲柄310与连接轴305固定。

　　模盘单元3的铝水入口一侧设置有浇铸分流槽4，浇铸分流槽4的结构为：包括矩形槽体，矩形槽体的顶面设置有封盖401，矩形槽体的内部分别设置有一号流入口402、二号流入口405和三号流入口406，矩形槽体的一端中部设置有铝水入口通道404，矩形槽体的另一端外部设置有连接法兰403，连接法兰403与同时与三个模盘单元3的端口固定。

　　单个结晶头6与单个引锭头7的配合结构为：结晶头6的内部配合安装有引锭头7，结晶头6的内底面与引锭头7上部之间对应围成有通入铝水的腔体，通过施加冷却措施，同时引锭头7通过外部动力装置向下移动，在逐步增大的腔体内形成铝棒；

　　单个结晶头6的结构为：包括外模607，外模607的内壁面上部配合安装有进气石墨环606，进气石墨环606的上方为进油石墨环605，进油石墨环605的顶部安装有下夹紧环604，下夹紧环604的内部配合安装热顶602，下夹紧环604通过紧固件与外模607锁紧，热顶602上部还配合安装有上夹紧环603，上夹紧环603和下夹紧环604的配合工作下将热顶602稳固，热顶602的底部设置有倒锥形结构，热顶602的中部开有通孔601，热顶602的底部与引锭头7的底面形成有间隙；外模607的内壁面下部配合安装有水环模609；外模607下方的圆周壁面上开有多个均匀间隔的进水孔608；外模607的底部设置有向外延伸的法兰边610，法兰边610上开有锁紧孔611，法兰边610通过紧固件与模盘单元3连接；

　　单个引锭头7的结构为：包括圆柱体结构704，圆柱体结构704的顶面圆周方向设置有一圈外缘边703，圆柱体结构704的顶面中部位置设置垂直向上的小圆台结构702，小圆台结构702的外部以及外缘边703的内部形成有型腔701，引锭头7与结晶头6配合时，型腔701与热顶607的下方为铝棒的成型区域；

　　圆柱体结构704的外圆周面上间隔设置有的多个导向头，导向头的结构为：包括位于下方的长方体结构706，位于上方的三角块705。

　　引锭头升降平台5的结构为：包括间隔平行设置的升降架501，升降架501的两端均安装有升降固定轴503，两个升降架501之间安装有间隔的连接架502，两个连接架502之间的升降架501上安装有多组引锭头焊接支架组件504，单个引锭头焊接支架组件504的结构为：包括分别支撑在两个升降架501上的支撑条505，支撑条505的两端分别开有支撑孔506，两个支撑条505上间隔分布有条状板507，单个条状板507上开有均匀间隔分布的矩形凹槽511，每个矩形凹槽511中卡入小柱子508，每个小柱子508的外侧设置有圆形凹槽509，每个小柱子508顶面安装固定垫块512，两个条状板507之间安装有凸字型连接片510，引锭头7通过紧固件安装在垫块512上，引锭头7能够在固定垫块512内小范围水平移动，进入结晶头6时在导向头的作用下自适应与结晶头6的位置。

　　外模607呈空心圆柱体，外模607的内壁面中部设置有一圈凸起613，凸起613的下沿边设置有斜面612。

　　圆柱体结构704的底面中部有连接柱709，连接柱709上安装螺母710。

　　电动推杆309工作，控制每个模盘单元3的模盘盖301处于关闭密封状态，然后铝水从浇铸分流槽4进入每个模盘单元3中，然后进入每个结晶头6中，控制温度在液相线]

　　模盘填充阶段，结晶头6一旁的通气阀均处于关闭状态，系统除了向石墨环供应工艺气体外，也通过热顶602上的通风通道向液面供应气体；

　　热顶602下方的两个多孔石墨环立即开始供应润滑油，即进油石墨环605和进气石墨环606，进气石墨环606同时充当结晶头壁；

　　结晶头6为水冷模式，冷却水从固定框架1的注水口106和出水口107进入模盘单元3中，并从结晶头6壁后方流过，以此来冷却结晶头壁；

　　结晶头壁对铝水的冷却称为初次冷却，液态的铝水接触结晶头壁，受冷开始凝固，形成一层薄薄的凝固层，当凝固层形成后，金属收缩，并将此凝固层拉离结晶头壁，

　　冷却腔314中的冷却水经多个均匀间隔的进水孔608进入结晶头6，在结晶头6形成设定的喷射方向的水环，喷射在刚刚凝固的铝棒表面，这是直接冷却或二次冷却，

　　铸造开始前，模盘单元3处于设定的起始位置，完成模盘单元3内部分流腔311的铝水填充后，立即开始上升，并在内部形成负压，直到提升至稳定阶段位置；

　　当外面浇铸分流槽4内的液位达到设定的高度时，打开每个结晶头6上独立的通气阀，此时结晶头6内的铝水表面与大气相通，结晶头6内液位与浇铸分流槽4的液位相同，因此可通过调节浇铸分流槽4的铝水液位，控制稳定阶段铸造单元内的铝水液位，由此进入低压铸造模式，并一直持续铸造到结束；

　　铸造接近尾声时，浇铸分流槽4内的液位会自动降低，降低负压，到设定的液位时，结晶头6内部的铝水供应中断；铸造速度与冷却水流量均减小，直至停止。

　　固定框架1作用：为结晶头6与引锭头7初步合模提供平台。作为模盘单元3的安装平台，将模盘定位在移动车上，并使冷却水通过框架内部通道进入模盘冷却。

　　底座一102和底座二108剖视图，其内部镀锌处理(用于防腐蚀)，内部冷却水的循环(箭头方向为冷却水流动方向)，冷却水从a口进去，再从b口流出，进入模盘单元3用于铝水的冷却结晶。

　　模盘单元3的组成：电动推杆309、翻转装置、模盘盖301、耐高温密空心硅胶封圈、

　　电动推杆309为翻转装置提供翻转与盖紧力，翻转装置与模盘盖301(通过螺钉连接，模盘盖301上开有燕尾槽，用于安装耐高温空心硅胶密封圈313，模盘盖301内部还镶嵌有纤维板。

　　电动推杆309带动翻转装置使模盘盖301与模盘本体307完全贴合，在模盘的分流腔311形成封闭空间。通过模盘端部抽真空接口连接抽线内形成负压，将铝水从c口吸入模盘分流腔311，然后均匀的分配到每一个结晶头上。

　　模盘单元3通过定位套安装在固定框架1，定位套两端装有o型密封圈，固定框架1的出水口107(b口)与模盘单元3的d口相连。冷却水从d口流入模盘的冷却腔314，用于铝水的凝固结晶。

　　结晶头6的外模607上方内部装有进气石墨环606、进油石墨环605，防止铝水直接与结晶头6接触，损坏结晶头6。

　　进油石墨环605处连接润滑油，进气石墨环606处连接干燥的压缩空气与氩气混合气体，组合使用可以在内表面形成油膜，防止铝水凝结在结晶头6上，也可以提高铝棒外表面的光洁度。

　　热顶602通过上夹紧环603、下夹紧环604固定在结晶头6的外膜上，铝水直接从热顶602e口流入，在气石墨环处形成的柱状模具上结晶。

　　结晶头6的外模607下方内部装有水槽环，结晶头6外侧的冷却水通过f口进入结晶头6内测，通过水槽环在铝棒结晶处下方形成水幕，对铝棒进行进一步的冷却。

　　浇铸分配流槽的作用：将三个模盘单元3连接起来，储存分配铝水到各个模盘单元3，各模盘单元3可从同一液位抽取铝水。

　　引锭头升降平台5：主要由四大部分组成：升降平台、支架、引锭头7、升降固定轴503。

　　升降固定轴503与固定框架1配合，起到导向作用，使结晶头6与引锭头7初步合模。

　　引锭头支架用于安装引锭头7，引锭头7安装后需要保证高度统一，通过导向块的作用，引锭头7的径向能小幅度调整，用于铝棒铸造前结晶头6与引锭头7的精准合模。

　　铝棒浇铸模盘工作原理：通过电气控制有效的将浇铸分流槽4中的铝水同步吸入每个模盘单元3中，然后均匀的分配到每一个引锭头7上冷却结晶形成铝棒，来实现批量浇铸铝棒。

　　再缓慢提升引锭头平台，通过引锭头圆周上的导向，使结晶头6与引锭头的精准合模(引锭头上平面与石墨环相接触)。

　　确保合模结束(引锭头7上平面与石墨环相接触)后，方能启动设备开始浇铸。

　　本实用新型所述的引锭头升降平台5的底部安装有驱动其上升或者下降的油缸，当需要引锭头7与结晶头6配合工作时，油缸驱动整个引锭头升降平台5上升，使得每个引锭头7伸入至结晶头6中。

　　单个结晶头6和引锭头7在工作时的初始位置见图18，铝水通过模盘单元3进入，然后从热顶602的通孔601处送入，铝水从通孔601进入结晶头6和引锭头7之间的成型区域，铝水慢慢固化，形成铝壳，在外部的油缸作用下，控制引锭头7慢慢逐渐向下移动，即驱动油缸工作，控制整个引锭头升降平台5下降，从而形成圆柱体的铝棒。在这个成型的过程中，通过进油石墨环605进油润滑处理，进气石墨环606进气与油进行均匀混合处理，进水孔608通入冷却水，同步进行冷却，冷却效果好，成型效果好。成型至所需要的铝棒的高度时，停止进铝水，取走铝棒即可。采用上述相同的方法再进行下一个循环工作即可。

　　以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

　　技术研发人员：胡宜新;徐伟;吴正东;赵东;张建军;张昊羽;吴志兴;顾亚;翟飞;陈文宝;沈非凡

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