一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺

文档序号:543574 发布日期:2021-06-04 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺 (Manufacturing process of copper-steel composite cathode steel bar adopting vacuum valve ) 是由 黄文强 于 2021-01-19 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺,包括:热熔:将铜材和钢材用真空熔炼炉加热熔化,得到混合熔体;铸件:将加热熔化后的混合熔体加入到离心铸造设备的铸型中进行离心复合铸造,在铸型内形成一个双层且呈环形的铸件,所述铸件内层为钢材层,所述铸件的外层为铜材层;脱型:铸型内的混合熔体形成一个铸件后,将铸型从离心铸造设备中取下埋入沙堆中缓慢冷却至室温,冷却至室温后,然后将铸件从铸型中取出;热变形:将取出的铸件后,沿铸件的径向将铸件切开,对切开的铸件进行加热变形,将铸件加工成一面覆铜的板状件;轧制加工:将一面覆铜的板状件进行轧制加工,得到电解用铜钢复合阴极钢棒成品。(The invention relates to a manufacturing process of a copper-steel composite cathode steel bar by using a vacuum valve, which comprises the following steps: hot melting: heating and melting copper materials and steel materials by using a vacuum melting furnace to obtain a mixed melt; casting: adding the heated and melted mixed melt into a casting mold of centrifugal casting equipment for centrifugal composite casting, and forming a double-layer annular casting in the casting mold, wherein the inner layer of the casting is a steel layer, and the outer layer of the casting is a copper layer; demoulding: after the mixed melt in the casting mold forms a casting, taking the casting mold from centrifugal casting equipment, embedding the casting mold into a sand pile, slowly cooling to room temperature, and then taking the casting mold out of the casting mold after cooling to room temperature; thermal deformation: cutting the taken casting along the radial direction of the casting, heating and deforming the cut casting, and processing the casting into a plate-shaped part with one copper-coated surface; rolling and processing: and rolling the plate-shaped part coated with copper on one surface to obtain the finished copper-steel composite cathode steel bar for electrolysis.)

一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺

技术领域

本发明涉及阴极钢棒的技术领域,具体涉及一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺。

背景技术

铜钢复合阴极钢棒的制造工艺中首先需要将材料进行热熔得到混合熔体,而真空熔炼炉是熔炼过程必不可少的器具之一。

传统的熔炼炉只有一个炉腔,其在将材料熔炼完成后将金属液导出后才能进行二次熔炼,且进行二次熔炼时需要人工重复打开真空阀、填料、关闭真空阀、熔炼和导出金属液的过程,该过程费时费力,且重复打开关闭电源本身也是对熔炼器具的一种强损耗,而具备连续熔炼的数控自动化装置智能化极高,且造价昂贵,不适合部分较小的工厂使用。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足,适应现实需要,提供一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺,以解决上述技术问题。

(2)技术方案

为了实现本发明的目的,本发明所采用的技术方案为,一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺,该方法包括以下步骤:

A.热熔:将铜材和钢材用真空熔炼炉加热熔化,得到混合熔体;

B.铸件:将加热熔化后的混合熔体加入到离心铸造设备的铸型中进行离心复合铸造,在铸型内形成一个双层且呈环形的铸件,铸件内层为钢材层,铸件的外层为铜材层;

C.脱型:铸型内的混合熔体形成一个铸件后,将铸型从离心铸造设备中取下埋入沙堆中缓慢冷却至室温,冷却至室温后,然后将铸件从铸型中取出;

D.热变形:将取出的铸件后,沿铸件的径向将铸件切开,对切开的铸件进行加热变形,将铸件加工成一面覆铜的板状件;

E.轧制加工:将一面覆铜的板状件进行轧制加工,得到电解用铜钢复合阴极钢棒成品;

上述采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺步骤A中的真空熔炼炉包括:

炉体,炉体包括外壳、加料管和真空阀仓;真空阀仓包括真空阀仓壳体和真空阀,真空阀一端穿透真空阀仓壳体且与其活动连接,外壳右侧下端设有出料口,出料口外侧设有与其活动连接的出料门,真空阀仓上端与加料管固定连接,其下端穿透外壳顶壁且与其固定连接;

熔炼炉,熔炼炉固定连接于炉体底壁内侧,熔炼炉底部设有Z型底板,底板底部固定连接有电弧预热电极,且熔炼炉固定连接有将其内部分隔为主熔炼炉和副熔炼炉的隔板;

联动部,联动部位于炉体内部上端,其包括填料组件、搅拌组件、传导组件和牵拉组件,填料组件包括转轴和活动板,转轴两端分别穿透活动板中间位置且与其转动连接,且转轴两端分别固定连接于炉体内壁上,搅拌组件上端固定连接于活动板右端底壁中间位置,传导组件分别与真空阀仓壳体和活动板固定连接,牵拉组件分别与活动板和出料门固定连接。

优选的,搅拌组件包括连接杆、错位板、套杆和搅拌叶片;

连接杆上端固定连接于活动板右端中间位置,其下端固定连接于错位板中间位置,套杆包括内螺纹连接的外杆和内杆,内杆上端固定连接于错位板底壁中间位置,外杆下端固定连接于搅拌叶片中间位置。

优选的,传导组件包括转动轮、转动轴、金属传导线和两个固定臂;

转动轴固定连接于转动轮中间位置且其两端穿透转动轮,两个固定臂一端分别转动连接于转动轴两端,另一端固定连接于真空阀仓壳体上,金属传导线一端与转动轴固定连接,一端穿透外壳顶壁并固定连接于活动板右端上,转动轮与真空阀啮合连接。

优选的,牵拉组件包括导向轮、导向板和牵拉线,导向轮固定于外壳右侧壁内壁上,其位于活动板下端,导向板固定连接于外壳右侧壁外壁上,牵拉线一端固定连接于活动板右端底壁上,另一端经导向轮和导向板后固定连接于出料门顶壁右端。

优选的,导向板竖直方向高度小于导向轮竖直方向高度。

优选的,出料门一端合页连接于出料口上端,另一端通过两组弹簧固定连接于出料口两侧侧壁上。

优选的,隔板下端设有金属液流入口。

(3)有益效果:

A.本发明的一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺,其填料组件和传导组件的使用实现了钢材的自动添加,通过钢材的重量以及副熔炼炉内的金属液高度改变活动板的倾斜度,进而实现根据熔炼炉内的实际情况选择性的自动添加钢材。

B.本发明的一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺,其搅拌组件和牵拉组件的使用实现了当搅拌叶片通过活动板的倾斜度的改变依靠机械传动带动搅拌叶片的转动,对熔炼好的金属液进行搅拌,尽可能多的将金属液内的气体排出,并且在搅拌过程中打开出料门对金属液进行排出的过程,减少人工的操作,达到省时省力的目的。

附图说明

图1是本发明实施例中真空熔炼炉的剖面结构示意图;

图2是本发明实施例中真空熔炼炉的整体结构示意图;

图3是本发明实施例中套杆的剖面结构示意图;

图4是图1中A处的放大结构示意图;

图5是图2中B处的放大结构示意图;

图6是图1中C处的放大结构示意图。

附图标记如下:

1、炉体;10、外壳;101、出料口;102、出料门;1020、弹簧;11、加料管;12、真空阀仓;120、真空阀仓壳体;121、真空阀;

2、熔炼炉;20、Z型底板;201、电弧预热电极;21、主熔炼炉;22、副熔炼炉;23、隔板;230、金属液流入口;

3、联动部;30、填料组件;301、转轴;302、活动板;31、搅拌组件;310、连接杆;311、错位板;312、套杆;3120、外杆;3121、内杆;313、搅拌叶片;32、传导组件;320、转动轮;321、转动轴;322、金属传导线;323、固定臂;33、牵拉组件;330、导向轮;331、导向板;332、牵拉线;

具体实施方式

下面结合附图1-附图6和实施例对本发明进一步说明:

一种采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺,该方法包括以下步骤:

A.热熔:将铜材和钢材用真空熔炼炉加热熔化,得到混合熔体;

B.铸件:将加热熔化后的混合熔体加入到离心铸造设备的铸型中进行离心复合铸造,在铸型内形成一个双层且呈环形的铸件,所述铸件内层为钢材层,所述铸件的外层为铜材层;

C.脱型:铸型内的混合熔体形成一个铸件后,将铸型从离心铸造设备中取下埋入沙堆中缓慢冷却至室温,冷却至室温后,然后将铸件从铸型中取出;

D.热变形:将取出的铸件后,沿铸件的径向将铸件切开,对切开的铸件进行加热变形,将铸件加工成一面覆铜的板状件;

E.轧制加工:将一面覆铜的板状件进行轧制加工,得到电解用铜钢复合阴极钢棒成品;

上述采用真空阀的铜钢复合阴极钢棒的制造工艺步骤A中所述的真空熔炼炉包括:

炉体1,所述炉体1包括外壳10、加料管11和真空阀仓12;所述真空阀仓12包括真空阀仓壳体120和真空阀121,所述真空阀121一端穿透所述真空阀仓壳体120且与其活动连接,所述外壳10右侧下端设有出料口101,所述出料口101外侧设有与其活动连接的出料门102,所述真空阀仓12上端与所述加料管11固定连接,其下端穿透所述外壳10顶壁且与其固定连接;

熔炼炉2,所述熔炼炉2固定连接于所述炉体1底壁内侧,所述熔炼炉2底部设有Z型底板20,所述底板20底部固定连接有电弧预热电极201,且所述熔炼炉2固定连接有将其内部分隔为主熔炼炉21和副熔炼炉22的隔板23;

联动部3,所述联动部3位于所述炉体1内部上端,其包括填料组件30、搅拌组件31、传导组件32和牵拉组件33,所述填料组件30包括转轴301和活动板302,所述转轴301两端分别穿透所述活动板302中间位置且与其转动连接,且所述转轴301两端分别固定连接于所述炉体1内壁上,所述搅拌组件31上端固定连接于所述活动板302右端底壁中间位置,所述传导组件32分别与所述真空阀仓壳体120和所述活动板302固定连接,所述牵拉组件33分别与所述活动板302和所述出料门102固定连接。

具体的,将提前准备好的放料斗接在加料管11上端,当主熔炼炉21内的第一缸材料熔炼过程中,由于Z型底板20左高右低的设置,熔炼好的金属液体会经由隔板23底部的金属液流入口230流入副熔炼炉22内,当金属液达到一定程度时,会慢慢将错位板311顶起,错位板311带动内杆3121向上移动,由于内杆3121与外杆3120的内螺纹连接的缘故,搅拌叶片313缓慢转动,此时错位板311通过连接杆310推动活动板302右端向上转动,活动板302左端则向下转动,而由于活动板302的倾斜,提前落在活动板302右端的钢材滑落至主熔炼炉21内,由于转动轴321内部采用涡卷弹簧的设置,活动板302右端向上转动时,其与转动轴321的直线距离变短,金属传导线322在转动轴321自身的恢复转动过程卷在转动轴321上,而当转动轴321转动时,带动转动轮320的转动,转动轮320的转动通过啮合连接带动真空阀121向右移动,当副熔炼炉22内的金属液高度达到一定程度时,其间接打开真空阀121,真空阀121上端提前准备的钢材下落至活动板302右端,此时与活动板302右端连接的牵拉线332恰好将出料门102拉开,当钢材下落至活动板302右端时,钢材的重量快速将活动板302压得向下转动,直至活动板302右端被导向轮330挡住无法转动,而在活动板302转动过程中,其通过连接杆310向下压错位板311,错位板311带动内杆3121插入外杆3120内,在内螺纹连接的作用下,外杆3120快速转动,并带动搅拌叶片313快速转动,搅拌叶片313的快速转动其一时通过搅拌分离金属液和金属液内的气体,其二是通过搅拌以及错位板311下移的压力快速将金属液由出料口101挤出,使得金属液流入提前连接好的钢棒模具内并经冷却成型,而随着活动板302右端向下转动,其同时向下拉动金属传导线322以及快速释放牵拉线332的拉力,金属传导线322在拉力作用下带动转动轮320的转动,转动轮320的转动通过啮合作用关闭真空阀121,避免过量钢材下落,而释放拉力的牵拉线322不再对出料门102产生拉力,出料门102在弹簧1020的弹力作用下再次关闭,该过程重复的过程中可以实现不断供料、熔炼、排液的过程,实现了连续熔料及钢棒的制成。

具体的,所述搅拌组件31包括连接杆310、错位板311、套杆312和搅拌叶片313;

所述连接杆310上端固定连接于所述活动板302右端中间位置,其下端固定连接于所述错位板311中间位置,所述套杆312包括内螺纹连接的外杆3120和内杆3121,所述内杆3121上端固定连接于所述错位板311底壁中间位置,所述外杆下端固定连接于所述搅拌叶片313中间位置。

通过金属液向上的作用力推动错位板311的上移,并通过错位板311的上移分别带动内杆3121向上运动并带动活动板302的转动,而活动板302在受到钢材的重力时,又反向向错位板311施加压力,借由错位板311的压力带动内杆3121向下移动,并通过内杆3121和外杆3120的螺纹连接关系带动外杆3120的转动,进而带动搅拌叶片313的转动实现对液体的搅拌。

具体的,所述传导组件32包括转动轮320、转动轴321、金属传导线322和两个固定臂323;

所述转动轴321固定连接于所述转动轮320中间位置且其两端穿透所述转动轮320,两个所述固定臂323一端分别转动连接于所述转动轴321两端,另一端固定连接于所述真空阀仓壳体120上,所述金属传导线322一端与所述转动轴321固定连接,一端穿透所述外壳10顶壁并固定连接于所述活动板302右端上,所述转动轮320与所述真空阀121啮合连接。

在活动板302的转动过程中,分别通过转动轴321内部的涡卷弹簧和金属传导线322受到的拉力控制转动轴321的转动方向,而转动轮320的转动方向在转动轴321的带动下保持与其一致,通过转动轮320的转动带动与其啮合的真空阀121的移动,实现真空阀121的打开与闭合,进而控制钢材的落入时间以及落下的钢材量的多少。

具体的,所述牵拉组件33包括导向轮330、导向板331和牵拉线332,所述导向轮330固定于所述外壳10右侧壁内壁上,其位于所述活动板302下端,所述导向板331固定连接于所述外壳10右侧壁外壁上,所述牵拉线332一端固定连接于所述活动板302右端底壁上,另一端经所述导向轮330和所述导向板331后固定连接于所述出料门102顶壁右端。

通过活动板302的转动实现对牵拉线332的牵拉与拉力的释放,当牵拉线332受到拉力时,其拉力达到一定程度会大于弹簧1020的拉力,从而打开出料门102,并在错位板311和搅拌叶片313的辅助下快速将副熔炼炉22内的金属液排出,而当牵拉线332处于活动板302释放拉力的过程中,弹簧1020的弹力大于牵拉线332的拉力,此时在弹簧1020的弹力作用下关闭出料门102,避免副熔炼炉22内的金属液不足的情况下错误的将金属液排出造成钢棒无法成型进而浪费金属液的情况发生。

具体的,所述导向板331竖直方向高度小于所述导向轮330竖直方向高度,导向板331与导向轮330的高度差可以有效的控制牵拉线332的拉力成型。

具体的,所述出料门102一端合页连接于所述出料口101上端,另一端通过两组弹簧1020固定连接于所述出料口101两侧侧壁上;通过牵拉线332处于不同状态时的拉力与弹簧1020的弹力差实现对出料门102的打开与闭合。

具体的,所述隔板23下端设有金属液流入口230;主熔炼炉21内熔炼好的金属液经由隔板23下端的金属液流入口230流入副熔炼炉22内。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例,但并不局限于此,本领域的普通技术人员,极易根据上述实施例,领会本发明的精神,并做出不同的引申和变化,但只要不脱离本发明的精神,都在本发明的保护范围内。

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