金属浇铸设备制造技术

本申请涉及一种金属浇铸设备，包括：装载平台(20)、中间包(1)、第一钢包(11)和第二钢包(12)和第一机械手和第二机械手(35)，钢包包括：底板、钢包长水口(13a

【技术实现步骤摘要】
金属浇铸设备


[0001]本申请涉及一种机器人化装载工位，该机器人化装载工位用于在将新鲜钢包带至中间包上方的浇铸工位之前对装载在旋转的回转台上的新鲜钢包进行准备。特别地，本申请涉及一种用于将钢包长水口装载到与钢包的出口联接的钢包滑动水口机构 (sliding gate)、以及用于将驱动装置联接到钢包和钢包滑动水口机构两者以致动钢包滑动水口机构的机器人化设备。机器人化装载工位还被配置用于将驱动装置断开联接并且将使用过的钢包长水口从空钢包卸载，该空钢包是最近从中间包上方的浇铸工位移除的。这些操作的机器人化使操作者免于繁重的工作，并且提高了操作的可重复性。嵌入到相应的钢包和钢包滑动水口机构的特定机械手允许在出口变堵塞时迅速疏通出口。

技术介绍

[0002]在连续的金属成型过程中，金属熔体2从一个冶金容器转移到另一个冶金容器，转移到模具或结晶器。例如，如图1所示，钢包11、12填充有来自炉(未示出)的金属熔体并且转移到中间包1上方，以将熔融金属通过钢包长水口13a
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13c从钢包排放到中间包中。然后可以将金属熔体通过浇注水口3从中间包浇铸到模具或结晶器中，以连续形成板坯、钢坯、梁，薄板坯等。在重力作用下，金属熔体从钢包流出到中间包中，再从中间包流出到模具或结晶器中。可以通过与钢包的出口和中间包流体连通的滑动水口机构来控制流率。钢包滑动水口机构15可以用于控制离开钢包的流率，并且甚至在密封位置中断流动。类似地，中间包滑动水口机构5可以用于控制离开中间包的流率，并且在密封位置中断流动。
[0003]由于将金属浇铸到模具或结晶器中要连续进行，因此中间包起缓冲作用，并且在整个浇铸操作过程中，中间包中的熔融金属的液位必须保持基本恒定。将中间包中的熔融金属的液位保持基本恒定需要在旧钢包排空之后将填充有熔融金属的新钢包与旧钢包快速交换，以确保将熔融金属准连续地进给到中间包，从而使得金属以与其流出到模具或结晶器中的速率基本相同的速率浇注到中间包中。由于以下约束，此操作变得更加复杂。
[0004]首先，由于出于安全原因并且避免任何碰撞，因此不能将钢包11、12在车间上方从炉运送到相应的中间包，其中钢包长水口13a
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13c联接到钢包的底部底板并且在底部底板下方延伸1m或更多，钢包长水口必须在靠近中间包的装载工位处联接到钢包的底部底板。
[0005]其次，为了防止第二钢包12中包含的金属与保持在密封位置的钢包滑动水口机构15的“冷的”运动部件接触而冻结，从而避免夹住机构并且防止钢包滑动水口机构打开，内水口的内孔一般填充有堵塞材料19，该堵塞材料通常是砂或其他颗粒材料，以防止任何金属熔体到达水口机构，从而防止金属冻结以及内水口和水口机构系统阻塞。在钢包位于浇铸工位的情况下，将钢包滑动水口机构打开到浇铸位置后，砂流出，随后熔融金属可以穿过钢包长水口流入中间包中。然而，有时堵塞材料会与冻结金属局部结合，形成实心堵头，从而阻止堵塞材料流出。因此，内水口被阻塞，并且尽管钢包滑动水口机构处于浇铸位置，金属也无法从钢包流出到中间包中。此问题可以通过将疏通工具19r插入内水口的孔中或靠近内水口的孔插入疏通工具来轻松解决。疏通工具19r可以是加压气体喷枪或长形杆，如图
2(c)所展示的。现在，由于与钢包滑动水口机构联接的长的钢包长水口13a
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13c，这种看似简单的操作实际上相当复杂。
[0006]出于这些原因，在大多数设备中，钢包长水口在装载工位处并不以自主方式联接到滑动水口机构，而是钢包长水口被插入到下水口上并且由位于浇铸工位处的机器人固持就位。这允许在钢包出口阻塞的情况下由机器人将钢包长水口从下水口移除，以便用疏通工具19r从底部更容易地触及钢包出口。一旦阻塞的通道被疏通，钢包滑动水口机构就可以移动到密封位置，同时机器人将钢包长水口重新引入到下水口上。此时，钢包滑动水口机构往回移动到浇铸位置，以开始将熔融金属浇铸到中间包中。然而，机器人并不总是可用的、或者甚至无法放置在浇铸工位处的浇铸平台上，该浇铸平台可能很小而且很拥挤。在这样的条件下，在浇铸过程期间固持钢包长水口的这种解决方案就成问题。
[0007]将最近填充的钢包从炉运送到浇铸设备，其中钢包滑动水口机构固定在钢包的底部底板，但没有驱动装置来致动形成钢包滑动水口机构的板的相对运动。为此，许多冶金设备使用回转台30，该回转台包括用于将第一钢包11固持在中间包1上方的浇铸工位的第一固持装置、以及用于将充满熔融金属的第二钢包12固持在装载工位的第二固持装置。当第一钢包将包含在其中的熔融金属排放到中间包中时，一旦第一钢包被排空，第二钢包就可以准备进行相同的操作。特别地，比如液压活塞等驱动装置可以联接到钢包的底部底板和钢包滑动水口机构，以允许对其致动。
[0008]US 2006/0118268描述了一种钢包滑动水口机构，该钢包滑动水口机构被配置用于自主地固持并排设置的钢包长水口和下水口。通过在开口被密封的密封位置、开口与钢包长水口流体连通的浇铸位置、以及开口与下水口流体连通的疏通位置之间移动钢包滑动水口机构的板，一个或多个驱动装置(比如，液压活塞等)可以使用来致动钢包滑动水口机构。这样，在内孔阻塞的情况下，钢包滑动水口机构移动到疏通位置，从而可以容易地引入疏通工具19r通过短的下水口孔来破坏结合有凝固的金属的堵塞材料。一旦堵塞材料可以再次流动，钢包滑动水口机构就将下水口移动到与钢包出口对正，并且使钢包长水口进入浇铸位置，以使熔融金属穿过钢包长水口流入中间包中。疏通工具19r的搬运可以有利地由位于浇铸工位附近的机器人来执行。与上述通过机器人固持钢包长水口相比，明显的优势在于，使用此钢包滑动水口机构，不需要机器人来固持钢包长水口，并且替代地，可以将机器人用于操作疏通工具19r。否则，此操作必须由人工操作员手动执行，或者必须在浇铸工位附近安装第二机器人以疏通内孔。与机器人执行此操作相比，手动搬运一般更费力并且花费更长的时间。这是不利的，因为钢包不向中间包供给新鲜熔融金属的时间越长，中间包中的熔融金属的液位就越低，和/或浇铸操作必须以较低的流率进行的时间就越长，这会破坏因此生产的铸坯的质量。
[0009]US 2008/0314938描述了一种具有至少一个多功能机器人的连续浇铸厂，该至少一个多功能机器人用于在连续浇铸厂实施多种不同的过程控制的或自动化的干预。布置在旋转柱处的可枢转臂上的多功能机器人可以通过枢转臂在缩回位置与工作位置之间枢转，该旋转柱被紧固到连续浇铸厂的浇注平台。机器人也可相对于其臂移动。
[0010]在浇铸工位将经排空的第一钢包与经填充的第二钢包迅速交换的操作仍然是精细的操作。在内孔阻塞的情况下，此操作变得更加关键，这可能增加中间包未补充新鲜熔融金属的时间。在金属浇铸行业中，需要可重复且时间更短的钢包交换操作。本申请提出了一
种金属浇铸设备，该金属浇铸设备具有全自动钢包更换操作，包括在钢包的出口被冻结的堵塞材料19阻塞的情况下，允许可重复且在所有情况下时间更短的交换操作。在以下各节中将更详细地说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属浇铸设备，包括：(a)装载平台(20)，(b)中间包(1)，(c)第一钢包(11)和第二钢包(12)，所述第一钢包和所述第二钢包中的每一个包括：底板，所述底板设置有开口(11o，12o)，钢包长水口(13a
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13c)，钢包滑动水口机构(15)，所述钢包滑动水口机构包括下水口(14)，所述下水口被配置用于可逆地接纳和支撑所述钢包长水口，所述钢包滑动水口机构(15)进一步被配置用于与驱动装置(17)联接，所述驱动装置用于在密封位置与浇铸位置之间致动所述钢包滑动水口机构，在所述密封位置，所述开口是密封的，在所述浇铸位置，所述开口与所述钢包长水口(13a
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13c)流体连通，(d)第一钢包长水口机械手和第二钢包长水口机械手(35)，所述第一钢包长水口机械手和第二钢包长水口机械手分别用于将所联接的所述钢包长水口(13a
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13c)固持在所述第一钢包和所述第二钢包的下水口(14)上，(e)运输装置，所述运输装置包括回转台(30)或钢包车，所述运输装置包括分别用于固持所述第一钢包(11)和所述第二钢包(12)的至少第一固持装置和第二固持装置，其中，所述运输装置被配置用于在与所述装载平台(20)相邻的装载工位与在所述中间包(1)上方的浇铸工位之间移动所述第一钢包和所述第二钢包(11，12)并将所述第一钢包和所述第二钢包(11，12)固持就位，其特征在于，所述金属浇铸设备包括机器人(21)，所述机器人被配置用于对固持在所述装载工位中的所述第一钢包或所述第二钢包(11，12)执行以下操作：将新钢包长水口(13b)交给位于所述装载工位处的钢包的钢包长水口机械手(35)，以及将驱动装置(17)联接到所述钢包滑动水口机构(15)，每个钢包长水口机械手相对于相应的第一钢包或第二钢包(11，12)是固定的，以便与相应的第一钢包或第二钢包一起在所述装载工位与所述浇铸工位之间移动。2.根据权利要求1所述的金属浇铸设备，其特征在于，所述装载平台(20)包括工具储存架(29)，所述工具储存架包含在所述机器人(21)的可及距离内的一个或多个备用钢包长水口(13b，13c)。3.根据权利要求2所述的金属浇铸设备，其特征在于，所述工具储存架还包括工具和/或一个或多个驱动装置(17)和/或备用下水口(14)。4.根据权利要求2所述的金属浇铸设备，其特征在于，所述机器人(21)被移动地安装在所述装载平台(20)上，使得所述机器人能够与第一轴线(X)和/或垂直于所述第一轴线(X)的第二轴线(Y)、或其组合平行地平移，和/或绕垂直于所述第一轴线和所述第二轴线(X，Y)的竖直轴线(Z)旋转，以便到达所述工具储存架(29)并从所述工具储存架(29)取回任何工具或部件并且到达固持在所述装载工位处的所述第一钢包或所述第二钢包(11，12)的钢包滑动水口机构，以执行权利要求1中所限定的操作。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的金属浇铸设备，其特征在于，所述机器人(21)被配
置用于：从在从所述浇铸工位移动之后固持在所述装载工位的经排空的第一钢包或第二钢包(11，12)的钢包长水口机械手(35)收集所述钢包长水口(13a
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13c)，以及移除所述驱动装置(17)。6.根据权利要求1所述的金属浇铸设备，其特征在于，所述钢包滑动水口机构(15)包括：(a)上板(15u)，所述上板包括：固定表面和底部滑动表面，所述固定表面和所述底部滑动表面彼此间隔开所述上板的厚度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：达米恩，
申请(专利权)人：维苏威集团有限公司，
类型：新型
国别省市：