本發明涉及金屬離心澆鑄機技術領域，尤其涉及一種用于雙金屬復合耐磨管道的離心澆鑄機。

背景技術：

冶金礦山輸送礦粉通常采用氣流輸送固體礦粉，其輸送管道通常包括直管和改變礦粉流運動方向的不同角度的彎管組成，現有輸送管道通常采用一種雙金屬耐磨復合管，包括從外向內依次復合的外管和耐磨內管，外管為碳鋼外管，耐磨內管為鑄造耐磨合金鋼耐磨內管，該雙金屬耐磨復合管結構簡單、成本低廉，通過設置依次復合的外管和耐磨內管，與傳統單一金屬材料無縫、或焊接鋼管制成的輸送管道相比，雙金屬管材具有良好的強度和耐腐蝕性，且成本低，提高了礦粉輸送管道的使用壽命。但現有技術生產雙金屬耐磨復合管見圖1是使用離心澆鑄機在離心鑄造耐磨內管過程中，由于使用碳鋼外管、其兩端加裝管端堵板進行離心鑄造，見圖2，所以一方面受金屬液的傳熱方向性強的影響容易產生柱狀晶，另一方面由于碳鋼外管冷型的激冷作用影響，使其很容易產生成分偏析。而且夾帶固體礦粉的高速氣流在流經雙金屬管材管道時，固體顆粒對管道產生嚴重的磨損，從而使管道產生柱狀晶區域和產生成分偏析區域的管道壁磨損嚴重，使得起到保護層作用的耐磨內管受到嚴重的磨損影響，妨礙了現有雙金屬耐磨復合管壽命的延長。不僅導致管道使用壽命短，同時嚴重影響到管道系統的安全運行，此外，管道破損后必須停機更換，維修成本高、嚴重影響冶金礦山的正常運轉。另外離心鑄造時的管材軸向定位是在碳鋼外管外表面上加裝兩個定位環，定位環通過鎖緊螺栓進行固定，并且定位環分別夾在兩個旋轉托輥的軸向內側或外側進行軸向定位，定位時費時費力。因此，需要一種技術方案解決上述問題。

技術實現要素：

針對以上現有技術的不足，本發明的目的是提供一種用于雙金屬復合耐磨管道的離心澆鑄機，使其在礦粉高速氣流輸送過程中的管道壽命得到延長。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

本發明公開了一種用于雙金屬復合耐磨管道的離心澆鑄機，主要包括主動托輥、從動托輥、托輥支架、碳鋼外管、澆鑄小車、澆包、電機、前端定位輪、后端止推定位輪、下端磁鐵、上端磁鐵；所述主動托輥和從動托輥安裝在托輥支架上，兩個主動托輥通過同軸的托輥連接軸、聯軸器同軸連接有電機，兩個從動托輥呈平行于兩個主動托輥狀且通過托輥連接軸、聯軸器同軸連接，所述碳鋼外管兩端通過螺栓分別安裝有管端堵板，碳鋼外管安裝在主動托輥和從動托輥上；所述管端堵板中心部位設置有中心孔，所述澆鑄小車上安裝有呈彎管狀澆鑄流道，澆鑄小車的下部設置有滾輪、且滾輪安放于軌道上，所述澆鑄流道的上部安放在澆包的出口處，澆鑄流道的下部通過管端堵板中心孔伸入碳鋼外管中。

所述下端磁鐵、上端磁鐵沿碳鋼外管軸線方向呈上、下對稱平行于碳鋼外管軸線方向分別設置與碳鋼外管上、下側，下端磁鐵固定安裝于平臺上，上端磁鐵固定安裝于磁鐵支架上，所述磁鐵支架下端可拆卸固定安裝于平臺上的磁鐵支架定位擋塊內，所述碳鋼外管離心澆鑄時的軸向定位是通過在碳鋼外管兩端管端堵板外側分別安裝有前端定位輪、后端止推定位輪進行軸向定位。

所述磁鐵支架包括支架立梁I、支架立梁II、支架立梁III、支架下縱梁、支架上縱梁、支架橫梁、加強筋板，所述支架立梁I和支架橫梁通過焊接呈門框式結構設置、且垂直相交處焊接有加強筋板，所述支架立梁II和另一根支架橫梁通過焊接呈門框式結構設置、且垂直相交處焊接有加強筋板，所述支架立梁III和第三根支架橫梁通過焊接呈門框式結構設置、且垂直相交處焊接有加強筋板，所述支架下縱梁呈碳鋼外管軸向方向分別焊接在支架立梁I、支架立梁II、支架立梁III呈門框式結構兩側豎直方向中間部位，所述支架上縱梁呈碳鋼外管軸向方向焊接在支架立梁I、支架立梁II、支架立梁III呈門框式結構上側支架橫梁的中間部位，用于安裝上端磁鐵。

所述前端定位輪包括前定位軸、滾動軸承I、前壓板、密封圈I，所述前定位軸呈豎直方向階梯軸形狀固定設置在平臺上，所述滾動軸承I套裝安裝于前定位軸上端階梯軸處，并且滾動軸承I內圈上下側面分別通過前壓板、前定位軸上端階梯軸臺肩進行軸向定位，所述前壓板通過螺栓可拆卸安裝于前定位軸上端面處，所述密封圈I安裝于前壓板下側面周向邊緣處，用于滾動軸承I密封。

所述后端止推定位輪具有縱向移動功能，包括后定位軸、滾動軸承II、后壓板、密封圈II、雙頭螺栓、上滑塊、下滑座、上滑塊凸滑道、下滑座凹滑道、T型滑座、下滑座T型滑道，所述下滑座呈長方體狀固定安裝在平臺上，所述下滑座凹滑道呈與碳鋼外管軸向方向平行的縱向方向設置在滑座上側面的中間部位，所述下滑座T型滑道呈倒立T形、縱向通透結構分別設置與下滑座凹滑道的兩側，且下滑座T型滑道呈間隙配合可滑動安裝有呈倒立T形的T型滑座，所述T型滑座呈豎直方向中間部位設置有呈通透狀螺紋孔；

所述上滑塊呈長方體狀通過雙頭螺栓可滑動固定安裝在下滑座上，所述上滑塊凸滑道呈與碳鋼外管軸向方向平行的縱向方向設置在上滑塊下側面的中間部位，且上滑塊凸滑道呈間隙配合可縱向移動放置于下滑座凹滑道內，上滑塊凸滑道兩側、與下滑座T型滑道相對應的部位還分別設置有豎直方向通透狀的用于安裝雙頭螺栓的4個螺栓孔；

所述后定位軸呈豎直方向階梯軸形狀固定設置在上滑塊上，所述滾動軸承II套裝安裝于后定位軸上端階梯軸處，并且滾動軸承II內圈上下側面分別通過后壓板、后定位軸上端階梯軸臺肩進行軸向定位，所述后壓板通過螺栓可拆卸安裝于后定位軸上端面處，所述密封圈II安裝于后壓板下側面周向邊緣處，用于滾動軸承II密封。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明公開了一種用于雙金屬復合耐磨管道的離心澆鑄機，通過在碳鋼外管上下兩側加裝下端磁鐵、上端磁鐵形成固定磁場，使金屬材料的凝固過程中實施電磁攪拌，使金屬液在電磁力和離心力的雙重作用下實現金屬晶粒生長方式由柱狀晶方式轉變為等軸晶方式，金屬液的流動性將會更好，金屬液的成分更加均勻，凝固中不會再出現成分偏析現象。另外離心澆鑄時的軸向定位是通過在碳鋼外管兩端管端堵板外側分別安裝有前端定位輪、后端止推定位輪進行軸向定位，不僅使碳鋼外管在軸向上能夠調整長度，而且在垂直方向上可以適應不同直徑的碳鋼外管，保證結合面接觸穩定不會發生軸向串動及振動，可有效地解決現有技術中存在的不足。

附圖說明

圖1是現有技術離心澆鑄機整體結構示意圖；

圖2是圖1的A向結構示意圖；

圖3是現有技術碳鋼外管及兩端加裝堵板結構示意圖；

圖4是本發明離心澆鑄機整體結構示意圖；

圖5是本發明離心機結構示意圖；

圖6是本發明的B向結構示意圖；

圖7是本發明的C向結構示意圖；

圖8是本發明離心澆鑄機軸向定位裝置安裝結構示意圖；

圖9是圖8的俯視圖；

圖10是本發明離心澆鑄機磁鐵支架安裝結構示意圖；

圖11是圖10的左視圖；

圖12是本發明前端定位輪結構視圖；

圖13是本發明后端止推定位輪結構主視圖；

圖14是本發明后端止推定位輪結構左視圖；

圖15是本發明后端止推定位輪結構俯視圖；

圖16是本發明的T型滑座結構主視(a)、左視(b)、俯視(c)圖。

附圖標記說明：1-澆包、2-澆鑄流道、3-澆鑄小車、4-軌道、5-托輥支架、6-主動托輥、7-托輥連接軸、8-聯軸器、9-平臺、10-電機、11-管端堵板、12-碳鋼外管、13-從動托輥、14-前端定位輪、141-前定位軸、142-滾動軸承I、143-前壓板、144-密封圈I、15-下端磁鐵、16-磁鐵支架、161-支架立梁I、162-支架立梁II、163-支架立梁III、164-支架下縱梁、165-支架上縱梁、166-支架橫梁、167-加強筋板、17-上端磁鐵、18-后端止推定位輪、181-后定位軸、182-滾動軸承II、183-后壓板、184-密封圈II、185-雙頭螺栓、186-上滑塊、187-下滑座、188-上滑塊凸滑道、189-下滑座凹滑道、190-T型滑座、191-下滑座T型滑道、20-磁鐵支架定位擋塊。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明進行詳細地描述，但是應該指出本發明的實施不限于以下的實施方式。

需要注意的是，這里的、“前”、“后”、“上”、“下”只是為了便于描述本發明而定義的示例性方向，如附圖所示，紙面左側方向為“前”，紙面右側方向為“后”，紙面上側方向為“上”，紙面下側方向為“下”。當然本領域技術人員在本發明的基礎上理解，也可以其它方式定義“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”等方向，同樣落入本發明的保護范圍之內。

如圖4-圖9所示，所述用于雙金屬復合耐磨管道的離心澆鑄機，主要包括主動托輥6、從動托輥13、托輥支架5、碳鋼外管12、澆鑄小車3、澆包1、電機10、前端定位輪14、后端止推定位輪18、下端磁鐵15、上端磁鐵17；所述主動托輥6和從動托輥13安裝在托輥支架5上，兩個主動托輥6通過同軸的托輥連接軸7、聯軸器8同軸連接有電機10，兩個從動托輥13呈平行于兩個主動托輥6狀且通過托輥連接軸7、聯軸器8同軸連接，所述碳鋼外管12兩端通過螺栓分別安裝有管端堵板11，碳鋼外管12安裝在主動托輥6和從動托輥13上；所述管端堵板11中心部位設置有中心孔，所述澆鑄小車3上安裝有呈彎管狀澆鑄流道2，澆鑄小車3的下部設置有滾輪、且滾輪安放于軌道4上，所述澆鑄流道2的上部安放在澆包1的出口處，澆鑄流道2的下部通過管端堵板1中心孔伸入碳鋼外管12中。

所述下端磁鐵15、上端磁鐵17沿碳鋼外管12軸線方向呈上、下對稱平行于碳鋼外管12軸線方向分別設置與碳鋼外管12上、下側，下端磁鐵15固定安裝于平臺9上，上端磁鐵17固定安裝于磁鐵支架16上，所述磁鐵支架16下端可拆卸固定安裝于平臺9上的磁鐵支架定位擋塊20內，所述碳鋼外管12離心澆鑄時的軸向定位是通過在碳鋼外管12兩端管端堵板11外側分別安裝有前端定位輪14、后端止推定位輪18進行軸向定位。

如圖10-圖11所示，所述磁鐵支架16包括支架立梁I161、支架立梁II162、支架立梁III163、支架下縱梁164、支架上縱梁165、支架橫梁166、加強筋板167，所述支架立梁I161和支架橫梁166通過焊接呈門框式結構設置、且垂直相交處焊接有加強筋板167，所述支架立梁II162和另一根支架橫梁166通過焊接呈門框式結構設置、且垂直相交處焊接有加強筋板167，所述支架立梁III163和第三根支架橫梁166通過焊接呈門框式結構設置、且垂直相交處焊接有加強筋板167，所述支架下縱梁164呈碳鋼外管12軸向方向分別焊接在支架立梁I161、支架立梁II162、支架立梁III163呈門框式結構兩側豎直方向中間部位，所述支架上縱梁165呈碳鋼外管12軸向方向焊接在支架立梁I161、支架立梁II162、支架立梁III163呈門框式結構上側支架橫梁166的中間部位，用于安裝上端磁鐵17。

如圖12所示，所述前端定位輪14包括前定位軸141、滾動軸承I142、前壓板143、密封圈I144，所述前定位軸141呈豎直方向階梯軸形狀固定設置在平臺9上，所述滾動軸承I142套裝安裝于前定位軸141上端階梯軸處，并且滾動軸承I142內圈上下側面分別通過前壓板143、前定位軸141上端階梯軸臺肩進行軸向定位，所述前壓板143通過螺栓可拆卸安裝于前定位軸141上端面處，所述密封圈I144安裝于前壓板143下側面周向邊緣處，用于滾動軸承I142密封。

如圖13-圖16所示，所述后端止推定位輪18具有縱向移動功能，包括后定位軸181、滾動軸承II182、后壓板183、密封圈II184、雙頭螺栓185、上滑塊186、下滑座187、上滑塊凸滑道188、下滑座凹滑道189、T型滑座190、下滑座T型滑道191，所述下滑座187呈長方體狀固定安裝在平臺9上，所述下滑座凹滑道189呈與碳鋼外管12軸向方向平行的縱向方向設置在滑座187上側面的中間部位，所述下滑座T型滑道191呈倒立T形、縱向通透結構分別設置與下滑座凹滑道189的兩側，且下滑座T型滑道191呈間隙配合可滑動安裝有呈倒立T形的T型滑座190，所述T型滑座190呈豎直方向中間部位設置有呈通透狀螺紋孔；

所述上滑塊186呈長方體狀通過雙頭螺栓185可滑動固定安裝在下滑座187上，所述上滑塊凸滑道188呈與碳鋼外管12軸向方向平行的縱向方向設置在上滑塊186下側面的中間部位，且上滑塊凸滑道188呈間隙配合可縱向移動放置于下滑座凹滑道189內，上滑塊凸滑道188兩側、與下滑座T型滑道191相對應的部位還分別設置有豎直方向通透狀的用于安裝雙頭螺栓185的4個螺栓孔；

所述后定位軸181呈豎直方向階梯軸形狀固定設置在上滑塊186上，所述滾動軸承II182套裝安裝于后定位軸181上端階梯軸處，并且滾動軸承II182內圈上下側面分別通過后壓板183、后定位軸181上端階梯軸臺肩進行軸向定位，所述后壓板183通過螺栓可拆卸安裝于后定位軸181上端面處，所述密封圈II184安裝于后壓板183下側面周向邊緣處，用于滾動軸承II182密封。

進一步的，本發明在碳鋼外管12軸向方向兩端的澆鑄平臺9上分別安裝前端定位輪14、后端止推定位輪18，使得碳鋼外管12在主動托輥6、從動托輥13上運轉時能夠軸向定位，且前端定位輪14縱向固定安裝、后端止推定位輪18具有縱向移動功能；

使用時首先將雙頭螺栓185的下端穿過上滑塊凸滑道188兩側的螺栓孔，使其下端螺栓擰接在下滑座T型滑道191內的T型滑座190螺栓孔中，然后將碳鋼外管12的前端管端堵板11靠在前端定位輪14的滾動軸承I142上，然后推動后端止推定位輪18的上滑塊186，使其上滑塊186的滾動軸承II182靠在碳鋼外管12的后端管端堵板11，將雙頭螺栓185的上端的螺栓用螺母擰緊固定；

由于大直徑的碳鋼外管12在主動托輥6、從動托輥13上做高速轉動，而前端定位輪14、后端止推定位輪18的直徑又不可能做的很大，因此前端定位輪14、后端止推定位輪18的轉速相當高，約在2400rpm以上，且前端定位輪14、后端止推定位輪18是在高溫的惡劣環境下工作，因而對前端定位輪14、后端止推定位輪18的要求也大大提高，因此采用滾動軸承I142和滾動軸承II182做前端定位輪14、后端止推定位輪18，保證不僅使碳鋼外管12在軸向上能夠調整長度，而且在垂直方向上可以適應不同直徑的碳鋼外管12，并且保證結合面接觸穩定不會發生軸向串動及振動。

進一步的，本發明通過在碳鋼外管12上下兩側加裝下端磁鐵15、上端磁鐵17形成固定磁場，使得金屬材料的凝固過程中實施電磁攪拌，使金屬液在電磁力和離心力的雙重作用下實現半固態成形，從而改善了金屬材料的凝固組織。

其工作原理是在離心澆鑄生產過程中，通過加裝磁鐵在碳鋼外管12中建立了磁場，液態金屬隨碳鋼外管12轉動的過程中切割磁力線，從而產生電流，在磁場和電流的雙重作用下，金屬液將產生攪拌行為，在金屬的凝固過程中對其實施強烈的攪拌，使初生相成為顆粒形態懸浮在剩余的液相中，形成一種固-液混合物，通過強烈攪拌形成的固-液混合物具有很好的流動性，并且電磁攪拌行為使得金屬晶粒的生長方式發生改變，金屬晶粒的生長方式由柱狀晶方式轉變為等軸晶方式，金屬液的流動性將會更好，同時由于攪拌作用的存在，金屬液的成分更加均勻，凝固中不會再出現成分偏析現象。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。