粒化浇铸机的制作方法

本发明涉及浇铸成型设备，具体涉及一种粒化浇铸机。

背景技术：

目前，工业硅、铁合金等材料浇铸成型的方式主要是铸铁锭模浇铸，此方式是采取多组固定式铸铁锭模，将液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）倒入到铸铁锭模中冷却，后续再经过人工清渣、人工破碎、人工二次破碎（或颚式破碎）等工序完成。由于单块锭模产量小，因而需要数量非常多的锭模，占地面积大；后续需大量人工或机器破碎，存在粉尘率高、破碎后的产品规格不一、粒度达不到要求、工人劳动强度大、工作效率低等缺点，且会造成大量浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种粒化浇铸机，采用这种粒化浇铸机用于浇铸成型，能够方便地实现产品脱模，且能够较易获得粒度符合要求且较为一致的产品（如工业硅块或铁合金块），生产过程中产生的粉尘等废料少。采用的技术方案如下：

一种粒化浇铸机，包括浇铸装置和多个凝固成型装置，其特征在于：所述凝固成型装置包括凝固成型装置底座、结晶器和结晶器支架；结晶器安装在结晶器支架上侧，结晶器的上表面上设有多个成型凹槽，结晶器中设有冷却水通道，冷却水通道具有冷却水进口和冷却水出口；结晶器支架通过水平转轴与凝固成型装置底座可转动连接，凝固成型装置底座上设有能够驱动结晶器支架绕水平转轴转动的结晶器支架翻转机构。

上述结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架绕水平转轴转动，能够改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角（例如使结晶器上表面与水平面相互平行，或者使结晶器上表面倾斜一定角度）。

进行浇铸成型时，浇铸装置依序向各个凝固成型装置的结晶器浇铸液态金属原料。液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器中后，在结晶器中逐渐冷却；待成型凹槽中的液态金属原料凝固成型后，结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架绕水平转轴转动，使结晶器倾斜（倾斜角度通常为30-60度）或者使结晶器翻转180度（即结晶器上表面朝下）；然后使凝固成型的产品脱离结晶器，脱离结晶器的产品掉落入处在结晶器下方的接料输送装置中。通过向冷却水通道中通入冷却水，能够带走结晶器的热量，对结晶器及其上面的液态金属原料进行冷却，加快液态金属原料的凝固。当浇铸装置完成向某个结晶器的各个成型凹槽浇铸液态金属原料之后，再向下一个凝固成型装置的结晶器浇铸液态金属原料，而已完成液态金属原料浇铸的结晶器则进入液态金属原料凝固阶段，这样，多个结晶器并行工作，有利于进一步提高生产效率。

上述成型凹槽的容积大小，按照需要获得的产品（如工业硅块或铁合金块）的尺寸大小进行设计，这样脱模后无需作进一步的破碎。

优选方案中，上述浇铸装置包括中间包、浇铸分流槽和至少一个浇铸管，浇铸分流槽处于中间包正下方，中间包底部设有出料口，中间包的出料口经输料管道与浇铸分流槽连通，输料管道上设有用于控制输料管道通断的开关阀；浇铸管与浇铸分流槽固定连接，并且浇铸管的进料端与浇铸分流槽连通；浇铸装置还包括能够驱动浇铸分流槽及浇铸管绕中间包旋转的分流槽旋转驱动装置；各凝固成型装置环绕在浇铸装置周围。

通常，各凝固成型装置在浇铸装置周围均匀分布。

上述中间包用于容纳待浇铸成型的液态金属原料，进行浇铸成型时将铁水包中的液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）倒入到浇铸装置的中间包中；中间包中的液态金属原料经输料管道流入到浇铸分流槽中，再经浇铸管流入到处于浇铸管的出料端下方的结晶器中。通过开关阀控制输料管道的通断（控制输料管道导通或截断，以及导通的时间长短），从而控制是否向结晶器注入液态金属原料，以及经浇铸管流入到结晶器的液态金属原料的量。

粒化浇铸机中，浇铸管能够绕中间包旋转并且依序向各个结晶器浇铸液态金属原料；当浇铸管完成向某个凝固成型装置的结晶器中各个成型凹槽浇铸液态金属原料之后，浇铸管旋转一定角度并到达下一个凝固成型装置的结晶器上方并向该结晶器浇铸液态金属原料，而已完成液态金属原料浇铸的结晶器则进入液态金属原料凝固阶段，这样，多个凝固成型装置并行工作，有利于进一步提高生产效率。进行浇铸时，只需将铁水包吊装至中间包上方并向中间包中添加液态金属原料，通过分流槽旋转驱动装置驱动浇铸分流槽及浇铸管绕中间包旋转，即可实现轮流对多个结晶器浇铸液态金属原料，而重量大的铁水包和中间包都无需根据各结晶器的位置进行移动，浇铸管浇铸完第一个结晶器旋转至下一个结晶器，当浇铸管旋转一圈浇铸完最后一个结晶器时，第一个结晶器通常已经完成液态金属凝固和倒料，这样浇铸管可以继续浇铸第一个结晶器，这样周而复始。此外，由于通常只需使重量较小的浇铸分流槽及浇铸管旋转，采用较小功率的分流槽旋转驱动装置就可以满足需要，且能够更快地切换浇铸分流槽及浇铸管的位置。

更优选方案中，上述中间包通过一上下走向的中间包支撑轴固定安装在一支座上，中间包支撑轴下端与支座固定连接，中间包支撑轴上端与中间包底部固定连接；分流槽旋转驱动装置包括旋转驱动电机、旋转轴套和旋转座，旋转轴套套接在中间包支撑轴上并且能够相对于中间包支撑轴旋转，旋转座固定安装在旋转轴套上，旋转驱动电机的动力输出轴与旋转轴套传动连接；浇铸分流槽固定安装在旋转座上，浇铸分流槽为环绕在中间包支撑轴外侧的环形凹槽，输料管道上端与中间包底部固定连接，输料管道下端插入浇铸分流槽中。进行浇铸时，中间包和输料管道位置固定，旋转轴套、旋转座、浇铸分流槽和浇铸管在旋转驱动电机的带动下绕中间包支撑轴旋转，由于浇铸分流槽为环形凹槽且输料管道下端插入浇铸分流槽中，因此输料管道不会妨碍浇铸分流槽和浇铸管的旋转，并且浇铸分流槽在旋转过程中仍能持续接纳由输料管道输送的液态金属原料。

上述旋转驱动电机的动力输出轴通常连接有第一减速器，旋转驱动电机的动力输出轴与该第一减速器的动力输入端连接，该第一减速器的动力输出端与旋转轴套传动连接；该第一减速器的动力输出端与旋转轴套之间的传动机构可采用链传动（包括主动链轮、从动链轮和链条，主动链轮设于第一减速器的动力输出端上，从动链轮设于旋转轴套上并与旋转轴套轴线重合，主动链轮、从动链轮通过链条连接）、带传动（包括主动带轮、从动带轮和同步带，主动带轮设于第一减速器的动力输出端上，从动带轮设于旋转轴套上并与旋转轴套轴线重合，主动带轮、从动带轮通过皮带（如同步带）连接）或齿轮组。

更优选方案中，上述浇铸装置还包括浇铸装置底座和能够驱动支座升降的支座升降机构，支座升降机构设于浇铸装置底座上。这样，中间包和浇铸管能够一起升降，进行浇铸时，通过升降控制使中间包和浇铸管处于所需的高度位置。

上述支座升降机构可采用蜗轮螺杆升降机、液压升降机（如套缸式液压升降机）或液压缸等，支座升降机构固定安装在浇铸装置底座上，支座升降机构的动力输出端与支座连接。例如：支座升降机构包括第一蜗轮螺杆升降机，第一蜗轮螺杆升降机的螺杆上端与支座连接。为了使支座更平稳升降，且增强支座的承载能力，优选上述支座上固定安装有多个上下走向的导柱，各导柱上端均与支座连接，浇铸装置底座上设有多个上下走向的导向孔，导向孔与导柱数量相同且一一对应，导柱处在导向孔中并可沿导向孔上下移动。

更优选方案中，上述浇铸装置还包括第一压平机构，第一压平机构包括第一压平辊，能够驱动第一压平辊做升降及平移运动的升降平移机构。一种具体方案中，上述升降平移机构包括升降机构和平移机构，升降机构安装在旋转座上，平移机构安装在升降机构的动力输出端上，第一压平辊安装在平移机构的动力输出端上。另一种具体方案中，上述升降平移机构包括平移机构和升降机构，平移机构安装在旋转座上，升降机构安装在平移机构的动力输出端上，第一压平辊安装在升降机构的动力输出端上。在浇铸管完成向某个结晶器浇铸液态金属原料之后，通过升降平移机构使第一压平辊到达预定位置并贴住结晶器上表面，在分流槽旋转驱动装置驱动浇铸分流槽及浇铸管绕中间包旋转的同时，第一压平辊随着旋转并扫动结晶器上表面的液态金属原料，使液态金属原料更易进入到各个成型凹槽中。或者在浇铸管完成向某个结晶器浇铸液态金属原料之后，通过升降平移机构使第一压平辊到达预定位置并贴住结晶器上表面，然后使第一压平辊平移（可往复平移），第一压平辊扫动结晶器上表面的液态金属原料，使液态金属原料更易进入到各个成型凹槽中。

一种更进一步的优选方案中，上述升降平移机构包括平移机构和升降机构；平移机构由第一平移机构和第二平移机构组成；第一平移机构包括第一平移支架、第一平移电机、第一平移螺杆、第一平移导轨和第一平移座，第一平移支架与旋转座连接，第一平移电机和第一平移导轨均固定安装在第一平移支架上，第一平移导轨沿水平方向设置，第一平移螺杆可转动安装在第一平移支架上并且平行于第一平移导轨，第一平移螺杆一端与第一平移电机的动力输出轴传动连接（例如，第一平移螺杆一端通过联轴器与第一平移电机的动力输出轴连接），第一平移座安装在第一平移导轨上并且与第一平移导轨滑动配合，第一平移座上设有与第一平移螺杆啮合的第一平移螺孔或第一平移螺母；第二平移机构包括第二平移支架、第二平移电机、第二平移螺杆、第二平移导轨和第二平移座，第二平移支架与第一平移座连接，第二平移电机和第二平移导轨均固定安装在第二平移支架上，第二平移导轨平行于第一平移导轨，第二平移螺杆可转动安装在第二平移支架上并且平行于第二平移导轨，第二平移螺杆一端与第二平移电机的动力输出轴传动连接（例如，第二平移螺杆一端通过联轴器与第二平移电机的动力输出轴连接），第二平移座安装在第二平移导轨上并且与第二平移导轨滑动配合，第二平移座上设有与第二平移螺杆啮合的第二平移螺孔或第二平移螺母；升降机构包括升降支架、升降电机、升降螺杆、升降导轨和升降座，升降支架与第二平移座连接，升降电机和升降导轨均固定安装在升降支架上，升降导轨沿竖直方向设置，升降螺杆可转动安装在升降支架上并且平行于升降导轨，升降螺杆一端与升降电机的动力输出轴传动连接（例如，升降螺杆一端通过联轴器与升降电机的动力输出轴连接），升降座安装在升降导轨上并且与升降导轨滑动配合，升降座上设有与升降螺杆啮合的升降螺孔或升降螺母；第一压平辊安装在升降座上。第一平移机构和第二平移机构共同组成平移机构，第一平移电机和第二平移电机可同时运行，能够驱动升降机构和第一压平辊更快地平移（第一平移电机驱动第一平移座和第二平移机构一起沿第一平移导轨平移，同时第二平移电机驱动第二平移座、升降机构和第一压平辊沿第二平移导轨平移）；升降机构能够驱动升降座和第一压平辊上升或下降至所需位置。

优选上述结晶器采用铜板制成。铜板优选锻造铜板或压延铜板，锻造铜板、压延铜板较为密实，有利于提高结晶器的使用寿命。

优选上述结晶器上表面上的成型凹槽均匀分布。

优选上述成型凹槽的横截面面积自上至下逐渐减小，成型凹槽顶部开口的尺寸大于成型凹槽底部。上述成型凹槽可呈上大下小的圆台状、棱台状、圆锥状或棱锥状等。采用横截面面积自上至下逐渐减小的成型凹槽，有利于浇铸成型产品顺利脱离结晶器。

优选上述结晶器上表面上及成型凹槽内壁上设有耐磨合金堆焊层或陶瓷涂层，以增强这些与液态金属原料接触的部位的耐高温性能和耐磨性能，延长结晶器的使用寿命。形成耐磨合金堆焊层的堆焊材料可为nicr-3镍基合金焊丝。

优选方案中，上述凝固成型装置还包括能够驱动结晶器相对于结晶器支架往复振动的振动装置。启动振动装置使结晶器往复振动，能够促使凝固成型的产品顺利脱离结晶器。

更优选方案中，上述振动装置包括凸轮轴和能够驱动凸轮轴旋转的振动电机，凸轮轴可转动安装在结晶器支架上，凸轮轴上安装有至少一个凸轮，各凸轮的外廓与结晶器的下表面接触；结晶器与结晶器支架之间设有多个复位弹簧，各复位弹簧两端分别与结晶器、结晶器支架连接。上述复位弹簧可采用拉伸弹簧或压缩弹簧，振动电机、凸轮与复位弹簧配合，使结晶器能够顺利实现往复振动。一种具体方案中，上述振动电机固定安装在结晶器支架上，振动电机的动力输出轴通过联轴器与凸轮轴一端连接。

更优选方案中，上述结晶器上设有多个结晶器导向柱，结晶器导向柱垂直于结晶器的上表面；结晶器支架上设有多个结晶器导向套，结晶器导向套与结晶器导向柱一一对应，结晶器导向柱处于结晶器导向套中并且能够沿结晶器导向套移动。通过设置结晶器导向套和结晶器导向柱，能够使结晶器做上下方向（垂直于结晶器上表面的方向）的往复振动。

优选方案中，上述结晶器支架翻转机构包括翻转电机和第二减速器，翻转电机和第二减速器固定安装在凝固成型装置底座上，翻转电机通过第二减速器、齿轮组与水平转轴传动连接，翻转电机的动力输出轴与第二减速器的动力输入轴传动连接，齿轮组的首级齿轮固定安装在第二减速器的动力输出轴上，齿轮组的末级齿轮固定安装在水平转轴上，水平转轴可转动安装在凝固成型装置底座上，结晶器支架与水平转轴固定连接。翻转电机通过齿轮组驱动水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，从而使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角。

一种优选方案中，上述凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括第二蜗轮螺杆升降机，第二蜗轮螺杆升降机固定安装在凝固成型装置底座上，第二蜗轮螺杆升降机的螺杆上端与结晶器支架铰接。通常，第二蜗轮螺杆升降机的螺杆上端与结晶器支架偏离水平转轴的位置铰接。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架翻转的同时，第二蜗轮螺杆升降机驱动其螺杆相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角，并且在结晶器支架完成转动后，对结晶器支架加以支撑定位，使结晶器支架及结晶器位置保持稳定。

另一种优选方案中，上述凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括结晶器支架支撑定位电机、升降螺母和升降螺杆，结晶器支架支撑定位电机固定安装在凝固成型装置底座上，升降螺杆上端与结晶器支架铰接，升降螺母可转动安装在凝固成型装置底座上并与升降螺杆啮合，结晶器支架支撑定位电机的动力输出轴与升降螺母传动连接。通常，升降螺杆上端与结晶器支架偏离水平转轴的位置铰接。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架翻转的同时，结晶器支架支撑定位电机可驱动升降螺母旋转，升降螺母旋转时其驱动升降螺杆相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角，并且在结晶器支架完成转动后，对结晶器支架加以支撑定位，使结晶器支架及结晶器位置保持稳定。

优选方案中，上述结晶器上设有至少一个第二压平机构，第二压平机构包括第二压平辊、第二压平辊转轴和第二压平辊摆动驱动电机，第二压平辊转轴可转动安装在结晶器上并且垂直于结晶器的上表面，第二压平辊一端与第二压平辊转轴连接，第二压平辊与结晶器的上表面接触，第二压平辊摆动驱动电机的动力输出轴与第二压平辊转轴传动连接。第二压平辊转轴通常安装在结晶器的边沿部位。第二压平辊摆动驱动电机驱动第二压平辊转轴转动，从而使第二压平辊绕第二压平辊转轴摆动，第二压平辊摆动过程中贴住结晶器上表面，扫动结晶器上表面的液态金属原料，使液态金属原料更均匀分布在各个成型凹槽中。

优选方案中，上述粒化浇铸机还包括多个接料输送装置，接料输送装置与凝固成型装置数量相同且一一对应，接料输送装置处在对应的凝固成型装置的下方；接料输送装置包括接料基座、碎屑粉末收集斗、接料盘和导料槽；碎屑粉末收集斗固定安装在接料基座上，接料盘可转动安装在接料基座上并且处于碎屑粉末收集斗正上方，接料基座上设有能够驱动接料盘旋转的接料盘旋转驱动装置；碎屑粉末收集斗顶部设有环形护壁，环形护壁环绕在接料盘的外侧，环形护壁上设有第一出料缺口，导料槽的进料口与环形护壁上的第一出料缺口连通；接料盘底部设有多个筛孔，接料盘的侧壁上设有第二出料缺口；碎屑粉末收集斗底部设有碎屑粉末出口。

液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）浇铸到结晶器中，凝固成型并脱离结晶器后，获得的浇铸成型产品（如工业硅块或铁合金块）掉落入处在结晶器下方的接料输送装置中，接料输送装置接纳浇铸成型产品并筛除夹杂在其中的碎屑。结晶器的上表面上设有多个成型凹槽，成型凹槽的容积大小，按照需要获得的浇铸成型产品的尺寸大小进行设计，脱模后由接料输送装置进行筛选（筛除夹杂在其中的碎屑、粉末），并将筛选出来的浇铸成型产品输送至收料处。

接料盘接纳从结晶器掉落的浇铸成型产品后，接料盘旋转驱动装置驱动接料盘旋转，块状的浇铸成型产品在离心力作用下向外移动，当浇铸成型产品到达第二出料缺口所在处并且第二出料缺口与第一出料缺口对准时，浇铸成型产品可进入导料槽中，经导料槽输出并收集；脱模时会产生一些碎屑和粉末并夹杂在浇铸成型产品中，这些碎屑和粉末会通过筛孔、以及接料盘的侧壁与环形护壁之间的间隙，进入到碎屑粉末收集斗，经碎屑粉末出口排出并收集（可在碎屑粉末出口下方放置收集容器）。采用接料盘旋转驱动装置驱动接料盘旋转的方式，能够使块状的浇铸成型产品快速向接料盘边缘移动，并经第二出料缺口、第一出料缺口进入导料槽中，并且在接料盘旋转的同时可持续加入待筛选的物料，有利于工作效率的提高。

上述接料盘的侧壁与环形护壁之间的间隙宽度，通常与筛孔的孔径大小一致，如均为1毫米。

更优选方案中，上述接料盘旋转驱动装置包括接料盘旋转驱动电机、接料盘支撑轴、接料盘支撑套和接料盘支架，接料盘支撑轴沿竖直方向设置，接料盘支撑轴下端与接料基座固定连接，接料盘支撑套套接在接料盘支撑轴上端，接料盘支撑套通过轴承与接料盘支撑轴上端连接，接料盘支架固定安装在接料盘支撑套上，接料盘固定安装在接料盘支架上，接料盘旋转驱动电机的动力输出轴与接料盘支撑套传动连接。接料盘旋转驱动电机运转时，驱动接料盘支撑套绕接料盘支撑轴旋转，并带动接料盘支架和接料盘一起旋转。接料盘旋转驱动电机的动力输出轴与接料盘支撑套之间的传动机构可采用链传动或带传动。

更进一步的优选方案中，上述接料盘支撑轴上部中设有排料通道，排料通道上端开口于接料盘支撑轴顶面，排料通道下端开口于接料盘支撑轴侧面；排料通道处在接料盘正下方，排料通道上端开口与接料盘底部的筛孔相通；排料通道中设有搅拌棒，搅拌棒上端与接料盘支架连接。从接料盘底部的筛孔落下的碎屑、粉末掉落到接料盘支撑轴所在位置时，可经排料通道排出；搅拌棒随着接料盘旋转，搅动排料通道内的物料，能够有效防止排料通道堵塞。

更优选上述碎屑粉末收集斗底部的碎屑粉末出口下方设置有一排料导槽，排料导槽自其一端至另一端逐渐向下倾斜；接料盘支撑轴外侧面上设有排料管，排料管的进料端与排料通道下端开口连通，排料管自其进料端至出料端逐渐向下倾斜。在排料导槽较低的一端及排料管的出料端的下方放置收集容器，可收集掉落的碎屑和粉末。

更优选方案中，上述导料槽的底部或侧壁上设有进风口，进风口处安装有风扇，风扇向导料槽内部吹风，可加速筛选出的浇铸成型产品的冷却。

更优选方案中，上述接料输送装置还包括导料斗，导料斗具有顶部开口和底部开口，顶部开口大于底部开口；导料斗底部与接料盘顶部固定连接，接料盘顶部设有与导料斗的底部开口连通的进料口。导料斗设置较大的顶部开口，能够避免从结晶器落下的浇铸成型产品散落到导料斗外面，有利于减少浪费并确保车间环境整洁。

本发明的粒化浇铸机用于浇铸成型，能够方便地实现产品脱模，且能够较易获得粒度符合要求且较为一致的产品（如工业硅块或铁合金块），无需作进一步的破碎，生产过程中产生的粉尘等废料少，一方面可减少浪费，另一方面可降低对环境的污染。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明优选实施例中浇铸装置的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明优选实施例凝固成型装置的结构示意图（结晶器处于倾斜状态）；

图6是图5的a向视图；

图7是图6的b-b剖视图；

图8是本发明优选实施例中振动装置的结构示意图（俯视方向）。

图9是本发明优选实施例中接料输送装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，这种粒化浇铸机包括浇铸装置1、多个凝固成型装置2和多个接料输送装置3；各凝固成型装置2环绕在浇铸装置1周围（各凝固成型装置2在浇铸装置1周围均匀分布）；接料输送装置3与凝固成型装置2数量相同且一一对应，接料输送装置3处在对应的凝固成型装置2的下方。本实施例中，凝固成型装置2和接料输送装置3数量均为八个。八个接料输送装置3同样环绕在浇铸装置1周围（各接料输送装置3在浇铸装置1周围均匀分布），并且接料输送装置3处在凝固成型装置2外围。这种布置方式结构紧凑，有利于节约场地。

如图3和图4所示，浇铸装置1包括中间包11、浇铸分流槽12和至少一个浇铸管13（本实施例设有一个浇铸管13），浇铸分流槽2处于中间包11正下方，中间包11底部设有出料口14，中间包11的出料口14经输料管道15与浇铸分流槽12连通，输料管道15上设有用于控制输料管道15通断的开关阀16；浇铸管13与浇铸分流槽12固定连接，并且浇铸管13的进料端与浇铸分流槽12连通；浇铸装置1还包括能够驱动浇铸分流槽12及浇铸管13绕中间包11旋转的分流槽旋转驱动装置。

本实施例中，中间包11通过上下走向的中间包支撑轴17固定安装在支座18上，中间包支撑轴17下端与支座18固定连接，中间包支撑轴17上端与中间包11底部固定连接；分流槽旋转驱动装置包括旋转驱动电机19、旋转轴套110和旋转座111，旋转轴套110套接在中间包支撑轴17上并且能够相对于中间包支撑轴17旋转（旋转轴套110通过轴承与中间包支撑轴17连接），旋转座111固定安装在旋转轴套110上，旋转驱动电机19的动力输出轴与旋转轴套110传动连接；浇铸分流槽12固定安装在旋转座111上，浇铸分流槽12为环绕在中间包支撑轴17外侧的环形凹槽，输料管道15上端与中间包11底部固定连接，输料管道15下端插入浇铸分流槽12中。进行浇铸时，中间包11和输料管道15位置固定，旋转轴套110、旋转座111、浇铸分流槽12和浇铸管13在旋转驱动电机19的带动下绕中间包支撑轴17旋转，由于浇铸分流槽12为环形凹槽且输料管道15下端插入浇铸分流槽12中，因此输料管道15不会妨碍浇铸分流槽12和浇铸管13的旋转，并且浇铸分流槽12在旋转过程中仍能持续接纳由输料管道15输送的液态金属原料。旋转驱动电机19的动力输出轴连接有第一减速器，旋转驱动电机19的动力输出轴与该第一减速器的动力输入端连接，该第一减速器的动力输出端与旋转轴套110传动连接；该第一减速器的动力输出端与旋转轴套之间的传动机构可采用链传动（包括主动链轮、从动链轮和链条，主动链轮设于第一减速器的动力输出端上，从动链轮设于旋转轴套上并与旋转轴套轴线重合，主动链轮、从动链轮通过链条连接）、带传动（包括主动带轮、从动带轮和同步带，主动带轮设于第一减速器的动力输出端上，从动带轮设于旋转轴套上并与旋转轴套轴线重合，主动带轮、从动带轮通过皮带（如同步带）连接）或齿轮组。

本实施例的浇铸装置还包括浇铸装置底座112和能够驱动支座18升降的支座升降机构，支座升降机构设于浇铸装置底座112上。本实施例中支座升降机构包括第一蜗轮螺杆升降机113，第一蜗轮螺杆升降机113的螺杆114上端与支座18连接。为了使支座18更平稳升降，且增强支座18的承载能力，支座18上固定安装有多个上下走向的导柱115，各导柱115上端均与支座18连接，浇铸装置底座112上设有多个上下走向的导向孔116，导向孔116与导柱115数量相同且一一对应，导柱115处在导向孔116中并可沿导向孔116上下移动。这样，中间包11、浇铸分流槽12和浇铸管13能够一起升降，进行浇铸时，通过升降控制使中间包11、浇铸分流槽12和浇铸管13处于所需的高度位置。

本实施例的浇铸装置还包括第一压平机构，第一压平机构包括第一压平辊117，能够驱动第一压平辊117做升降及平移运动的升降平移机构。本实施例中，升降平移机构包括平移机构和升降机构118；平移机构由第一平移机构119和第二平移机构120组成；第一平移机构119包括第一平移支架1191、第一平移电机1192、第一平移螺杆1193、第一平移导轨和第一平移座1194，第一平移支架1191与旋转座111连接，第一平移电机1192和第一平移导轨均固定安装在第一平移支架1191上，第一平移导轨沿水平方向设置，第一平移螺杆1193可转动安装在第一平移支架1191上并且平行于第一平移导轨，第一平移螺杆1193一端与第一平移电机1191的动力输出轴传动连接（例如，第一平移螺杆一端通过联轴器与第一平移电机的动力输出轴连接），第一平移座1194安装在第一平移导轨上并且与第一平移导轨滑动配合，第一平移座1194上设有与第一平移螺杆1193啮合的第一平移螺孔或第一平移螺母；第二平移机构120包括第二平移支架1201、第二平移电机1202、第二平移螺杆1203、第二平移导轨和第二平移座1203，第二平移支架1201与第一平移座1194连接，第二平移电机1202和第二平移导轨均固定安装在第二平移支架1201上，第二平移导轨平行于第一平移导轨，第二平移螺杆1203可转动安装在第二平移支架1201上并且平行于第二平移导轨，第二平移螺杆1203一端与第二平移电机1202的动力输出轴传动连接（例如，第二平移螺杆一端通过联轴器与第二平移电机的动力输出轴连接），第二平移座1204安装在第二平移导轨上并且与第二平移导轨滑动配合，第二平移座1204上设有与第二平移螺杆啮合的第二平移螺孔或第二平移螺母；升降机构118包括升降支架1181、升降电机1182、升降螺杆1183、升降导轨和升降座1184，升降支架1181与第二平移座1204连接，升降电机1182和升降导轨均固定安装在升降支架1181上，升降导轨沿竖直方向设置，升降螺杆1183可转动安装在升降支架1181上并且平行于升降导轨，升降螺杆1183一端与升降电机1182的动力输出轴传动连接（例如，升降螺杆一端通过联轴器与升降电机的动力输出轴连接），升降座1184安装在升降导轨上并且与升降导轨滑动配合，升降座1184上设有与升降螺杆1183啮合的升降螺孔或升降螺母；第一压平辊117安装在升降座1184上。第一平移机构119和第二平移机构120共同组成平移机构，第一平移电机1192和第二平移电机1202可同时运行，能够驱动升降机构118和第一压平辊117更快地平移（第一平移电机1192驱动第一平移座1194和第二平移机构120一起沿第一平移导轨平移，同时第二平移电机1202驱动第二平移座1204、升降机构118和第一压平辊117沿第二平移导轨平移）；升降电机1182能够驱动升降座1184和第一压平辊117上升或下降至所需位置。

如图5-图8所示，凝固成型装置2包括凝固成型装置底座21、结晶器22、结晶器支架23以及能够驱动结晶器22相对于结晶器支架23往复振动的振动装置；结晶器22安装在结晶器支架23上侧，结晶器22的上表面上设有多个成型凹槽24，结晶器22中设有冷却水通道25，冷却水通道25具有冷却水进口和冷却水出口；结晶器支架23通过水平转轴26与凝固成型装置底座21可转动连接，凝固成型装置底座21上设有能够驱动结晶器支架23绕水平转轴26转动的结晶器支架翻转机构。

成型凹槽24的容积大小，按照需要获得的产品（如工业硅块或铁合金块）的尺寸大小进行设计，这样脱模后无需作进一步的破碎。

本实施例的结晶器22采用铜板制成，铜板优选锻造铜板或压延铜板。铜板的材质可以为铜铬合金、银铜锆合金或紫铜。

参考图6，结晶器22上表面上的成型凹槽24均匀分布。

参考图7，成型凹槽24的横截面面积自上至下逐渐减小，成型凹槽24顶部开口的尺寸大于成型凹槽24底部。成型凹槽24可呈上大下小的圆台状、棱台状、圆锥状或棱锥状等。采用横截面面积自上至下逐渐减小的成型凹槽24，有利于浇铸成型产品顺利脱离结晶器22。结晶器22上表面上及成型凹槽24内壁上设有耐磨合金堆焊层27，以增强这些与液态金属原料接触的部位的耐高温性能和耐磨性能。形成耐磨合金堆焊层27的堆焊材料为nicr-3镍基合金焊丝。

参考图5和图8，本实施例中，振动装置包括凸轮轴28和能够驱动凸轮轴28旋转的振动电机29，凸轮轴28可转动安装在结晶器支架23上，凸轮轴28上安装有多个凸轮210，各凸轮210的外廓与结晶器22的下表面接触；结晶器22与结晶器支架23之间设有多个复位弹簧211，各复位弹簧211两端分别与结晶器22、结晶器支架23连接。复位弹簧211采用拉伸弹簧。振动电机29固定安装在结晶器支架23上，振动电机29的动力输出轴通过联轴器212与凸轮轴28一端连接。结晶器22上设有多个结晶器导向柱213，结晶器导向柱213垂直于结晶器22的上表面；结晶器支架23上设有多个结晶器导向套214，结晶器导向套214与结晶器导向柱213一一对应，结晶器导向柱213处于结晶器导向套214中并且能够沿结晶器导向套214移动。通过设置结晶器导向套214和结晶器导向柱213，能够使结晶器22做上下方向（垂直于结晶器22上表面的方向）的往复振动。

结晶器支架翻转机构包括翻转电机215和第二减速器221，翻转电机215和第二减速器221固定安装在凝固成型装置底座21上，翻转电机215通过第二减速器221、齿轮组216与水平转轴26传动连接，翻转电机215的动力输出轴与第二减速器221的动力输入轴传动连接，齿轮组216的首级齿轮固定安装在第二减速器221的动力输出轴上，齿轮组216的末级齿轮固定安装在水平转轴26上，水平转轴26可转动安装在凝固成型装置底座1上，结晶器支架23与水平转轴26固定连接。

本实施例的凝固成型装置还包括结晶器支架支撑定位机构，结晶器支架支撑定位机构包括第二蜗轮螺杆升降机217，第二蜗轮螺杆升降机217固定安装在凝固成型装置底座21上，第二蜗轮螺杆升降机217的螺杆218上端与结晶器支架23铰接（第二蜗轮螺杆升降机的螺杆218上端与结晶器支架23偏离水平转轴26的位置铰接）。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架23翻转的同时，第二蜗轮螺杆升降机217驱动其螺杆218相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架23绕水平转轴26相对于凝固成型装置底座21转动，改变结晶器支架23及结晶器22与水平面的夹角，并且在结晶器支架23完成转动后，对结晶器支架23加以支撑定位，使结晶器支架23及结晶器22位置保持稳定。

结晶器22上设有两个第二压平机构，第二压平机构包括第二压平辊219、第二压平辊转轴220和第二压平辊摆动驱动电机（图中未画出），第二压平辊转轴220可转动安装在结晶器22上并且垂直于结晶器22的上表面，第二压平辊219一端与第二压平辊转轴220连接，第二压平辊219与结晶器22的上表面接触，第二压平辊摆动驱动电机的动力输出轴与第二压平辊转轴220传动连接。第二压平辊转轴220安装在结晶器22的边沿部位。

如图9所示，接料输送装置3包括接料基座31、碎屑粉末收集斗32、接料盘33和导料槽34；碎屑粉末收集斗32固定安装在接料基座31上，接料盘33可转动安装在接料基座31上并且处于碎屑粉末收集斗32正上方，接料基座31上设有能够驱动接料盘33旋转的接料盘旋转驱动装置；碎屑粉末收集斗32顶部设有环形护壁35，环形护壁35环绕在接料盘33的外侧，环形护壁35上设有第一出料缺口36，导料槽34的进料口37与环形护壁35上的第一出料缺口36连通；接料盘33底部设有多个筛孔38，接料盘33的侧壁上设有第二出料缺口39；碎屑粉末收集斗32底部设有碎屑粉末出口310。接料输送装置3中接料盘33处在对应的凝固成型装置2中结晶器22的下方。

接料盘33的侧壁与环形护壁35之间的间隙311的宽度，通常与筛孔38的孔径大小一致，如均为1毫米。

本实施例中，接料盘旋转驱动装置包括接料盘旋转驱动电机312、接料盘支撑轴313、接料盘支撑套314和接料盘支架315，接料盘支撑轴313沿竖直方向设置，接料盘支撑轴313下端与接料基座1固定连接，接料盘支撑套314套接在接料盘支撑轴313上端，接料盘支撑套314通过轴承与接料盘支撑轴313上端连接，接料盘支架315固定安装在接料盘支撑套314上，接料盘33固定安装在接料盘支架315上，接料盘旋转驱动电机312的动力输出轴与接料盘支撑套314传动连接。接料盘旋转驱动电机312运转时，驱动接料盘支撑套314绕接料盘支撑轴313旋转，并带动接料盘支架315和接料盘33一起旋转。接料盘旋转驱动电机312的动力输出轴与接料盘支撑套314之间的传动机构采用链传动机构316（链传动机构316包括主动链轮、从动链轮和链条；接料盘旋转驱动电机312通常通过减速器与主动链轮传动连接，主动链轮可安装在减速器的动力输出轴上，从动链轮安装在接料盘支撑套314上，链条将主动链轮、从动链轮连接）。

接料盘支撑轴313上部中设有排料通道317，排料通道317上端开口于接料盘支撑轴313顶面，排料通道317下端开口于接料盘支撑轴313侧面；排料通道317处在接料盘33正下方，排料通道317上端开口与接料盘33底部的筛孔38相通；排料通道317中设有搅拌棒318，搅拌棒318上端与接料盘支架315连接。搅拌棒318随着接料盘支架315及接料盘33旋转，搅动排料通道317内的物料，能够有效防止排料通道317堵塞。

碎屑粉末收集斗32底部的碎屑粉末出口310下方设置有排料导槽319，排料导槽319自其一端至另一端逐渐向下倾斜；接料盘支撑轴313外侧面上设有排料管320，排料管320的进料端与排料通道317下端开口连通，排料管320自其进料端至出料端逐渐向下倾斜。

本实施例中，导料槽34的底部或侧壁上设有进风口321，进风口321处安装有风扇322，风扇322向导料槽34内部吹风，可加速筛选出的浇铸成型产品的冷却。

本实施例的接料输送装置还包括导料斗326，导料斗326具有顶部开口和底部开口，顶部开口大于底部开口；导料斗326底部与接料盘33顶部固定连接，接料盘33顶部设有与导料斗326的底部开口连通的进料口。导料斗326设置较大的顶部开口，能够避免从结晶器落下的浇铸成型产品散落到导料斗外面。

本实施例的粒化浇筑机配置有两个皮带输送机4，每个皮带输送机4与四个接料输送装置3对应，各接料输送装置3中的导料槽34的出料口324处在对应的皮带输送机4的上方。筛选出的浇铸成型产品经导料槽34落入到皮带输送机4上，由该皮带输送机4将多个接料输送装置3筛选出的浇铸成型产品集中送至收料处5。

下面简述一下本粒化浇铸机的工作原理：

进行浇铸成型时，浇铸装置1依序向各个凝固成型装置2的结晶器22浇铸液态金属原料。

（1）浇铸装置1的工作原理：

中间包11用于容纳待浇铸成型的液态金属原料，进行浇铸成型时将铁水包中的液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）倒入到浇铸装置的中间包11中；中间包11中的液态金属原料经输料管道15流入到浇铸分流槽12中，再经浇铸管13流入到处于浇铸管13出料端下方的凝固成型装置2的结晶器22中。通过开关阀16控制输料管道15的通断（控制输料管道15导通或截断，以及导通的时间长短），从而控制是否向结晶器22注入液态金属原料，以及经浇铸管13流入到结晶器22的液态金属原料的量。第一蜗轮螺杆升降机113能够驱动中间包11、浇铸分流槽12和浇铸管13一起升降，浇铸前，根据结晶器22的高度位置，通过蜗轮螺杆升降机113将中间包11和浇铸管13调节至所需的高度位置。

通过分流槽旋转驱动装置驱动浇铸分流槽12及浇铸管13绕中间包11旋转，浇铸管13能够依序向各个凝固成型装置2的结晶器22浇铸液态金属原料；当浇铸管13完成向某个结晶器22的各个成型凹槽24浇铸液态金属原料之后，浇铸管13旋转一定角度并到达下一个凝固成型装置2的结晶器22上方并向该结晶器22浇铸液态金属原料，而已完成液态金属原料浇铸的结晶器22则进入液态金属原料凝固阶段，这样，多个凝固成型装置2并行工作，有利于进一步提高生产效率。一个浇铸装置1与多个凝固成型装置2配合，旋转一圈依次对这多个凝固成型装置2浇铸液态金属原料，然后进入下一个浇铸成型作业周期。

在浇铸管13完成向某个结晶器22浇铸液态金属原料之后，通过升降平移机构使第一压平辊117到达预定位置并贴住结晶器22上表面，在分流槽旋转驱动装置驱动浇铸分流槽12及浇铸管13绕中间包11旋转的同时，第一压平辊117随着旋转并扫动结晶器22上表面的液态金属原料（这种情况下第一压平辊117平行于第一平移螺杆1193），使液态金属原料更易进入到各个成型凹槽24中。

另外，也可以在浇铸管13完成向某个结晶器22浇铸液态金属原料之后，通过升降平移机构使第一压平辊117到达预定位置并贴住结晶器22上表面，然后使第一压平辊117平移（可往复平移），第一压平辊117扫动结晶器22上表面的液态金属原料（这种情况下第一压平辊117垂直于第一平移螺杆1193），使液态金属原料更易进入到各个成型凹槽24中。

（2）凝固成型装置2的工作原理：

结晶器支架翻转机构能够驱动结晶器支架23绕水平转轴26转动（翻转电机215通过齿轮组216驱动水平转轴26相对于凝固成型装置底座21转动，从而使结晶器支架23绕水平转轴26相对于凝固成型装置底座21转动），能够改变结晶器支架23及结晶器22与水平面的夹角（例如使结晶器22上表面与水平面相互平行，或者使结晶器22上表面倾斜一定角度）。振动装置能够使结晶器22往复振动，促使凝固成型的产品（如工业硅块或铁合金块）脱离结晶器22。

进行浇铸成型时，首先结晶器22上表面与水平面相互平行（如图1中凝固成型装置2-2所处的状态），或者使结晶器22小角度倾斜（例如结晶器22上表面与水平面之间的夹角为3-10度）；液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器22中后，在结晶器22中逐渐冷却；待成型凹槽24中的液态金属原料凝固成型后，结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架23绕水平转轴向上转动，使结晶器22倾斜（倾斜角度通常为30-60度），并保持倾斜状态（结晶器支架支撑定位机构与结晶器支架翻转机构配合，使结晶器22倾斜并保持倾斜状态，如图1中凝固成型装置2-1所处的状态）；然后启动振动装置使结晶器22往复振动（振动电机29、凸轮210与复位弹簧211配合，使结晶器22能够顺利实现往复振动），促使凝固成型的产品脱离结晶器22，脱离结晶器22的产品掉落入处在结晶器22下方的接料输送装置中。通过向冷却水通道25中通入冷却水，能够带走结晶器22的热量，对结晶器22及其上面的液态金属原料进行冷却，加快液态金属原料的凝固。

在液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器22中之后，第二压平辊摆动驱动电机驱动第二压平辊转轴220转动，从而使第二压平辊219绕第二压平辊转轴220摆动，第二压平辊220摆动过程中贴住结晶器22上表面，扫动结晶器22上表面的液态金属原料，使液态金属原料更均匀分布在各个成型凹槽24中。

（3）接料输送装置3的工作原理：

液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）浇铸到结晶器中，凝固成型并脱离结晶器后，获得的浇铸成型产品（如工业硅块或铁合金块）掉落入处在结晶器22下方的接料输送装置3中，接料输送装置3接纳浇铸成型产品并筛除夹杂在其中的碎屑。

接料盘33接纳从结晶器22掉落的浇铸成型产品后（从结晶器22掉落的浇铸成型产品掉落后，经导料斗326进入接料盘33），接料盘旋转驱动装置驱动接料盘33旋转，块状的浇铸成型产品在离心力作用下向外移动，当浇铸成型产品到达第二出料缺口39所在处并且第二出料缺口39与第一出料缺口36对准时，浇铸成型产品可进入导料槽34中，经导料槽34输出至皮带输送机324上，由皮带输送机324送至收料处进行收集。

脱模时会产生一些碎屑和粉末并夹杂在浇铸成型产品中，这些碎屑和粉末会通过筛孔38、以及接料盘33的侧壁与环形护壁35之间的间隙311，进入到碎屑粉末收集斗32中，经碎屑粉末出口310、排料导槽319排出。从接料盘33底部的筛孔38落下的碎屑、粉末掉落到接料盘支撑轴313所在位置时，可经排料通道317、排料管320排出。可在排料导槽319较低的一端及排料管320的出料端的下方放置收集容器325，收集掉落的碎屑和粉末。

本粒化浇铸机生产效率高，以2台33000kva矿热炉的工业硅企业参数为参考，一天需完成100t左右的工业硅浇铸成型。采用本粒化浇铸机，以8块结晶器计算，每块结晶器凹槽里装入的工业硅水为200kg，浇铸管旋转一圈完成浇铸的时间约10min，一个铁水包6t需要的浇铸时间≈6/(0.2×8）×10min=37.5min，也就是每次出料6t可以在40min左右完成粒化浇铸作业，中间间隔30min作为设备维护，然后进入下一个浇铸成型作业周期。一天能完成的粒化浇铸成型重量，(1440min/70min)*6t=123t，一台粒化浇铸机可以满足2台33000kva矿热炉工业硅生产需要，设计预留有20%余量。如每年作业天数按330天计，则粒化浇铸机设计产能约为3.3万吨。

其他实施方案中，结晶器支架支撑定位机构也可包括结晶器支架支撑定位电机、升降螺母和升降螺杆，结晶器支架支撑定位电机固定安装在凝固成型装置底座上，升降螺杆上端与结晶器支架铰接，升降螺母可转动安装在凝固成型装置底座上并与升降螺杆啮合，结晶器支架支撑定位电机的动力输出轴与升降螺母传动连接。通常，升降螺杆上端与结晶器支架偏离水平转轴的位置铰接。在结晶器支架翻转机构驱动结晶器支架翻转的同时，结晶器支架支撑定位电机可驱动升降螺母旋转，升降螺母旋转时其驱动升降螺杆相应地升降，配合结晶器支架翻转机构共同使结晶器支架绕水平转轴相对于凝固成型装置底座转动，改变结晶器支架及结晶器与水平面的夹角，并且在结晶器支架完成转动后，对结晶器支架加以支撑定位，使结晶器支架及结晶器位置保持稳定。

其他实施方案中，结晶器支架翻转机构能够驱动结晶器支架绕水平转轴转动，在下述两个位置之间切换位置：在其中一位置，结晶器上表面与水平面相互平行，液态金属原料（如工业硅水或铁合金水）流入到结晶器中；待成型凹槽中的液态金属原料凝固成型后，切换至另一位置，使结晶器上表面朝下，靠重力作用可使凝固成型的产品脱离结晶器（同样可启动振动装置使凝固成型的产品更易于脱离结晶器）。