[发明专利]一种金属铸锭的二维浇铸成型装置及方法

权利要求书

1.一种金属铸锭的二维浇铸成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)排空真空气氛罐体：在真空气氛罐体上面压上密封胶圈，然后盖上顶盖，再用螺栓锁紧顶盖，利用密封盲板封住顶盖中央的孔口，关闭排气管道；打开进气管道，从进气管道对真空气氛罐体进行抽真空排气，当真空气氛罐体内的气体被排空后，再通过进气管道向真空气氛罐体内充入惰性气体，直到真空气氛罐体内的压力大于外界大气压，向冷却水腔内通水冷却；

2)安放中间包：打开顶盖上面的密封盲板，同时打开排气管道，此时，不间断地向真空气氛罐体内充入惰性气体，确保真空气氛罐体内的惰性气体呈微正压状态，将铸车和中间包移到顶盖上部，并将水口对准顶盖中央的孔口，然后将预先熔炼好的金属熔体注入中间包内，并盖好包盖，打开包盖上的加热元件，对中间包内的金属熔体进行补充加热；

3)启动移位系统：通过横移电机、纵移电机分别驱动控制横向传动机构、纵向传动机构，调整横移小车、纵移小车的位置，使得锭模处于水口的下方，然后开启冷却水管对锭模进行冷却；

4)浇注金属熔体：打开中间包底部的水口，使金属熔体流入锭模，通过调整水口开度控制金属熔体的流量，此时启动移位系统，调整锭模所处位置，使锭模按照设定轨迹不停地移动，使金属熔体浇注在锭模内的不同位置，同时，在金属熔体浇注过程中，通过调整水口的开度控制金属熔体的流量，控制金属熔体在锭模内的温度场和凝固过程，直至锭模内充满金属熔体为止；

5)取出铸锭：锭模内充满金属熔体之后，关闭中间包底部的水口，停止浇注，移走铸车和中间包，停止横移小车和纵移小车移动，待锭模内部剩余金属熔体全部凝固之后，停止惰性气体供给，然后打开顶盖，用吊车吊走锭模及其内部的铸锭，之后再进行脱模和热加工；

实现所述方法的金属铸锭的二维浇铸成型装置，包括真空保护气氛系统、移位系统、浇铸系统；

所述的真空保护气氛系统包括真空气氛罐体、冷却水腔、螺栓、密封胶圈、顶盖、密封盲板、排气管道、进气管道；真空气氛罐体由两层不锈钢板焊接而成，中间为冷却水腔，腔内通水冷却；真空气氛罐体顶部设置顶盖，顶盖中央开浇注用孔口，孔口上面设置密封盲板，顶盖与真空气氛罐体之间通过密封胶圈密封，并采用螺栓锁紧固定；进气管道设置在真空气氛罐体下部，用于抽出真空气氛罐体中的空气，并向真空气氛罐体内充入惰性气体；顶盖上面设置排气管道，用来排出真空气氛罐体内的惰性气体；

所述的移位系统包括横移小车、横向传动机构、横移轨道、横移电机、纵移小车、纵向传动机构、纵移轨道、纵移电机、底板；底板平铺在真空气氛罐体的底部，底板上焊接两根相互平行的纵移轨道，纵移轨道上设置一台纵移小车，在纵移电机、纵向传动机构的作用下，纵移小车能够在纵移轨道上前后移动；纵移小车上面设置两根相互平行的横移轨道，横移轨道上设置一台横移小车，在横移电机、横向传动机构的作用下，横移小车能够在横移轨道上左右移动；

所述的浇铸系统包括铸车、中间包、包盖、加热元件、水口、锭模、冷却水管、耐火砖层；锭模置于真空气氛罐体中的横移小车上，在锭模与横移小车之间铺设耐火砖层，锭模周围环绕有冷却水管，冷却水管内通水，对锭模进行冷却；中间包通过铸车放置在顶盖上，中间包上盖有包盖，包盖上面带有加热元件，中间包底部的水口对准顶盖的孔口。

2.根据权利要求1所述的一种金属铸锭的二维浇铸成型方法，其特征在于，所述的锭模采用钢板焊接制成，或采用铸铁浇铸而成，或采用铜合金制成。

3.根据权利要求1所述的一种金属铸锭的二维浇铸成型方法，其特征在于，所述的冷却水管缠绕在锭模周围，或嵌入锭模表面。

4.根据权利要求1所述的一种金属铸锭的二维浇铸成型方法，其特征在于，所述真空保护气氛系统还包括真空气氛罐体外部的真空排气装置和惰性气体供给装置。