本发明涉及不锈钢的生产加工领域，尤其涉及一种不锈钢钢坯的一体式加工装置及加工方法。
背景技术：
不锈钢的钢坯是指用于生产钢材的半成品，一般不能直接供社会使用。钢坯是通过三种工艺方法生产的：一是通过炼钢系统的连铸设备，由钢水直接浇铸成钢坯；二是对炼钢系统生产的钢锭或连铸坯通过轧钢系统的轧制设备加工出来的钢材半成品；三是对炼钢系统生产的钢锭通过锻造设备加工出来的半成品。目前对于直接浇注而成的钢坯，加工时需要用到多个设备，加工过程繁琐，且容易出现钢坯质量问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种不锈钢钢坯的一体式加工装置及加工方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种不锈钢钢坯的一体式加工装置，包括底座、熔化模块、催化模块以及成型模块；所述熔化模块包括熔炉、流动槽以及密封罩，所述流动槽通过流动槽支撑柱固定安装在所述底座的上方，所述熔炉可转动地安装在所述流动槽的上方，所述熔炉的顶部设有可升降的密封罩，所述催化模块安装在所述密封罩的侧面并安装连通于所述密封罩的内部，所述催化模块用以输入氩氧气体至所述密封罩内并与所述熔炉内的不锈钢水进一步反应；所述成型模块包括成型冷却壳以及入水管，所述成型冷却壳可移动地安装在所述流动槽的出口下方，所述成型冷却壳为中空结构，所述入水管连通于所述成型冷却壳的内部并用以向所述成型冷却壳内注水冷却钢坯。
优选地，所述熔炉通过熔炉转动支架和熔炉转动套杆可转动地安装在所述流动槽的上方，所述熔炉转动支架固定在所述流动槽上，所述熔炉的侧面设有两个相对的熔炉转动套杆，所述熔炉转动套杆可沿其自身轴线转动地安装在所述熔炉转动支架上。
优选地，所述熔炉转动支架一侧的熔炉转动套杆上固定安装有熔化转动齿轮，所述熔化转动齿轮与熔化主动齿轮相互啮合匹配，所述熔化主动齿轮通过熔化电机驱动。
优选地，所述熔炉的顶部固定安装有锥形罩，所述密封罩可升降地设置在所述锥形罩的顶部。
优选地，所述密封罩的外表面套设有密封罩支架，所述密封罩支架上设有密封丝杠以及密封防撞杆，所述密封防撞杆的底部固定在所述流动槽上，所述密封丝杠的底部固定在所述升降板上，所述升降板可上下滑动地套设在所述密封防撞杆的周部，所述密封丝杠固定安装在所述升降板上且底部连接有密封丝杠齿轮，所述密封丝杠齿轮通过密封电机驱动。
优选地，所述流动槽整体呈长方体，所述流动槽上表面的槽体为半圆锥形，所述槽体的靠近所述熔炉的一侧宽度小于远离所述熔炉的一侧宽度。
优选地，所述流动槽的靠近所述熔炉的一侧高于远离所述熔炉的一侧。
优选地，所述催化模块包括催化进气壳、进气扇、进气齿轮环、进气主动齿轮、以及进气电机；所述催化进气壳连通安装在所述密封罩的侧面，所述催化进气壳的内部转动连接有所述进气扇，所述进气扇的侧方固定连接有所述进气主动齿轮，所述进气主动齿轮通过所述进气电机驱动。
优选地，所述成型模块还包括偏移丝杠、偏移滑块、偏移滑杆、成型进给齿轮、成型主动齿轮以及成型电机；所述偏移滑块安装在所述成型冷却壳的底部，所述偏移滑块通过所述偏移丝杠和所述偏移滑杆可转动地安装在所述底座上，所述偏移丝杠的底端安装有所述成型进给齿轮，所述成型进给齿轮与所述成型主动齿轮相互啮合，所述成型主动齿轮通过所述成型电机驱动。
一种如以上任一项所述的不锈钢钢坯的加工制造方法，包括以下步骤：
步骤1、不锈钢水炼制：使用熔化模块炼制不锈钢水，将铁镍矿石或者回收的不锈钢制品在熔炉中加热到1534℃熔化成含镍的铁水，密封罩下降并密闭安装在所述熔化炉的顶部，通过所述催化模块向熔炉内注入氩气和氧气，使得含镍的铁水进一步反应，所述熔炉在熔化反应过程中在流动槽上方转动，使得反应充分；
步骤2、钢水定型：不锈钢水沿流动槽进入成型冷却壳中，成型冷却壳为中空且位置可调的壳体，成型冷却壳内流动注水并充满冷却壳体，并将成型冷却壳调整至水平，使得铁水在成型冷却壳内冷却结晶，得到需要的钢坯；
步骤3、分离钢坯：将成型冷却壳水平翻转180°，使得开口向下，钢坯从成型冷却壳中脱落，与模具分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明为不锈钢钢坯的一体式加工装置，使钢坯从含镍铁矿石熔化、加入催化气体进一步反应、冷却成型、钢坯脱模的整个过程在同一个设备中连续完成，有效提高工作效率。
当熔炉内开始熔化反应，将密封罩下降并密封在熔炉的顶部，通过催化装置加入氧气和氩气，可以有效控制熔炉内的气压，并保证柔滑后含镍铁水可以与氧气充分反应。
熔炉可以在反应过程中转动，促使反应更加充分。反应完成后的不锈钢水从熔炉流入流动槽，再流入成型冷却壳冷却成型，相较于目前直接将不锈钢水倒入冷却壳中冷却的加工过程，高温的不锈钢水经过在流动槽内缓速流动，有效减少了钢水中的气泡，提高了钢水的质量。
成型冷却壳为可翻转的壳体，冷却完成后可以直接翻转将钢坯倒出，方便快捷，可以大幅提高生产加工效率并保证钢坯的完整性。
附图说明
图1为一种不锈钢钢坯的一体式加工装置的整体结构示意图。
图2为熔炉的驱动部件的结构示意图。
图3为一种不锈钢钢坯的一体式加工装置的另一角度的整体结构示意图。
图4为催化模块的具体结构示意图。
图中：1-成型模块；101-成型冷却壳；102-扶手；103-偏移丝杠；104-偏移丝杠支架；105-偏移滑块；106-偏移滑杆；107-冷却壳支架；108-成型进给齿轮；109-成型主动齿轮；110-偏移滑杆支架；111-成型电机；112-成型电机支架；113-入水管；2-融化模块；201-流动槽；202-密封丝杠；203-密封防转杆；204-锥形罩；205-测温棒；206-密封罩；207-密封罩支架；208-熔炉；209-熔炉转动齿轮；210-融化电机支架；211-融化电机；212-融化主动齿轮；213-加热线圈；214-加热线圈支架；215-熔炉转动支架；216-熔炉转动套杆；217-升降板支架；218-密封丝杠齿轮；219-密封电机支架；220-密封主动齿轮；221-升降板；222-密封电机；3-催化模块；301-催化进气壳；302-进气壳支架；303-进气扇；304-进气扇支架；305-进气齿轮环；306-进气主动齿轮；307-进气电机；308-进气电机支架；4-流动槽支撑柱；5-底座。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参照图1-图4，一种不锈钢钢坯的一体式加工装置，包括底座5、熔化模块2、催化模块3以及成型模块；熔化模块2包括熔炉208、流动槽201以及密封罩206，流动槽201通过流动槽支撑柱4固定安装在底座5的上方，熔炉208可转动地安装在流动槽201的上方，熔炉208的顶部设有可升降的密封罩206，催化模块3安装在密封罩206的侧面并安装连通于密封罩206的内部，催化模块3用以输入氩氧气体至密封罩206内并与熔炉208内的不锈钢水进一步反应；成型模块包括成型冷却壳101以及入水管113，成型冷却壳101可移动地安装在流动槽201的出口下方，成型冷却壳101为中空结构，入水管113连通于成型冷却壳101的内部并用以向成型冷却壳101内注水冷却钢坯。
本发明为不锈钢钢坯的一体式加工装置，使钢坯从含镍铁矿石熔化、加入催化气体进一步反应、冷却成型、钢坯脱模的整个过程在同一个设备中连续完成，有效提高工作效率。熔炉208转动安装在流动槽上方，且顶部设有密封罩206，密封罩206可升降地安装在熔炉208上方，当熔炉208内开始熔化反应，将密封罩206下降并密封扣在熔炉208的顶部，通过催化装置3加入氧气和氩气，可以有效控制熔炉208内的气压，并保证柔滑后含镍铁水可以与氧气充分反应。熔炉208可以在反应过程中转动，促使反应更加充分。反应完成后的不锈钢水从熔炉208流入流动槽201，再流入成型冷却壳101冷却成型。不锈钢水增加了流动槽201内的流动冷却过程，相较于目前直接将不锈钢水倒入冷却壳中冷却的加工过程，高温的不锈钢水经过在流动槽201内缓速流动，有效减少了钢水中的气泡，提高了钢水的质量。成型冷却壳101为可翻转的壳体，冷却完成后可以直接翻转将钢坯倒出，方便快捷，可以大幅提高生产加工效率并保证钢坯的完整性。
在一实施例中，熔炉208通过熔炉转动支架215和熔炉转动套杆216可转动地安装在流动槽201的上方，熔炉转动支架215固定在流动槽201上，熔炉208的侧面设有两个相对的熔炉转动套杆216，熔炉转动套杆216可沿其自身轴线转动地安装在熔炉转动支架215上。在熔化过程中，熔炉转动套杆216在熔炉转动支架215上沿其自身轴线转动，熔炉208随熔炉转动套杆216转动，促使熔炉内的含镍铁水反应更加充分。进一步地，熔炉转动支架215一侧的熔炉转动套杆216上固定安装有熔化转动齿轮209，熔化转动齿轮209与熔化主动齿轮212相互啮合匹配，熔化主动齿轮212通过熔化电机211驱动；通过齿轮传动带动熔炉208转动，可以精确控制熔炉208转动的幅度，防止熔炉208内的铁液晃动过度。
在一实施例中，熔炉208的顶部固定安装有锥形罩204，密封罩206可升降地设置在锥形罩204的顶部，顶部安装有锥形罩，有利于催化装置3输入的气体缓冲暂存，并且有利于反应过程中的废气上升，远离钢液，保证钢坯的质量。
在一实施例中，密封罩206的外表面套设有密封罩支架207，密封罩支架207上设有密封丝杠202以及密封防撞杆203，密封防撞杆203的底部固定在流动槽201上，密封丝杠202的底部固定在升降板221上，升降板221可上下滑动地套设在密封防撞杆203的周部，密封丝杠202固定安装在升降板221上且底部连接有密封丝杠齿轮218，密封丝杠齿轮218通过密封电机222驱动。密封罩206可以在熔炉208的上方升降，起到密封熔炉208或者打开熔炉208的作用，并且密封罩208可以随熔炉208轻轻转动，保证反应过程中的密封环境。
在一实施例中，流动槽201整体呈长方体，流动槽201上表面的槽体为半圆锥形，槽体的靠近熔炉208的一侧宽度小于远离熔炉208的一侧宽度；反应完毕后，熔炉208上方的密封罩206上升离开熔炉208顶部，熔炉208翻转，使得顶部开口朝下，不锈钢液流入流动槽201内，并且随着流动，流动槽201的宽度越来越大，越来越深，更有利于不锈钢液的冷却和气泡逸出。
在一实施例中，流动槽201的靠近熔炉208的一侧高于远离熔炉208的一侧，有利于不锈钢液沿流动槽201流动。
在一实施例中，催化模块3包括催化进气壳301、进气扇303、进气齿轮环305、进气主动齿轮306、以及进气电机307；催化进气壳301连通安装在密封罩206的侧面，催化进气壳301的内部转动连接有进气扇303，进气扇303的侧方固定连接有进气主动齿轮306，进气主动齿轮306通过进气电机307驱动，可以有效减少气体的逸散损失，并且有效防止空气混入。
在一实施例中，成型模块还包括偏移丝杠103、偏移滑块105、偏移滑杆106、成型进给齿轮108、成型主动齿轮109以及成型电机111；偏移滑块105安装在成型冷却壳101的底部，偏移滑块105通过偏移丝杠103和偏移滑杆106可转动地安装在底座5上，偏移丝杠103的底端安装有成型进给齿轮108，成型进给齿轮108与成型主动齿轮109相互啮合，成型主动齿轮109通过成型电机111驱动。
针对熔化模块1，如图1-图3所示，其具体结构可以是：熔化模块2包括流动槽201、密封丝杠202、密封防转杆203、锥形罩204、测温棒205、密封罩206、密封罩支架207、熔炉208、熔炉转动齿轮209、熔化电机支架210、熔化电机211、熔化主动齿轮212、加热线圈213、加热线圈支架214、熔炉转动支架215、熔炉转动套杆216、升降板支架217、密封丝杠齿轮218、密封电机支架219、密封主动齿轮220、升降板221和密封电机222；底座5的上方通过流动槽支撑柱4固定连接有流动槽201，流动槽201的上表面通过熔炉转动支架215和熔炉转动套杆216活动连接有熔炉208，熔炉208的外表面通过加热线圈支架214固定连接有加热线圈213，熔炉转动套杆216远离熔炉208的一端固定连接有熔炉转动齿轮209，熔炉转动齿轮209的与熔化主动齿轮212相互配合，熔化主动齿轮212的侧方设置有熔化电机211，熔化电机211的输出轴与熔化主动齿轮212固定连接并用以驱动熔化主动齿轮212，熔化电机211与流动槽201通过熔化电机支架210固定连接，熔炉208的顶端固定连接有锥形罩204，锥形罩204的上表面搭接有密封罩206，密封罩206的中部插接有测温棒205，密封罩206的外表面套接有密封罩支架207，密封罩支架207的右侧螺纹连接有密封丝杠202，密封丝杠202的底端固定连接有密封丝杠齿轮218，密封丝杠齿轮218的外表面通过升降板221齿轮连接有密封主动齿轮220，密封主动齿轮220的上方设置有密封电机222，密封电机222的输出轴与密封主动齿轮220固定连接，密封电机222与升降板221通过密封电机支架219固定连接，升降板221与流动槽201通过升降板支架217固定连接，密封罩支架207与升降板221通过密封防转杆203滑动连接。
针对催化模块3，如图1和图4所示，其具体结构可以是：催化模块3包括催化进气壳301、进气壳支架302、进气扇303、进气扇支架304、进气齿轮环305、进气主动齿轮306、进气电机307和进气电机支架308；密封罩支架207的上表面通过进气壳支架302固定连接有催化进气壳301，催化进气壳301的内部通过进气扇支架304转动连接有进气扇303，进气扇303的侧方通过连接轴固定连接有进气齿轮环305，进气齿轮环305的内侧齿轮连接有进气主动齿轮306，进气主动齿轮306的侧方设置有进气电机307，进气电机307的输出轴与进气主动齿轮306固定连接，进气电机307与密封罩支架207通过进气电机支架308固定连接，催化进气壳301与密封罩206的内部连通。
针对成型模块，如图1所示，其具体结构可以是：成型模块1包括成型冷却壳101、扶手102、偏移丝杠103、偏移丝杠支架104、偏移滑块105、偏移滑杆106、冷却壳支架107、成型进给齿轮108、成型主动齿轮109、偏移滑杆支架110、成型电机111、成型电机支架112和入水管113；底座5上表面的中部通过成型电机支架112固定连接有成型电机111，成型电机111的输出轴固定连接有成型主动齿轮109，成型主动齿轮109的外表面齿轮连接有成型进给齿轮108，成型进给齿轮108的侧面固定连接有偏移丝杠103，偏移丝杠103与底座5通过偏移丝杠支架104转动连接，偏移丝杠103的外表面螺纹连接有偏移滑块105，偏移滑块105与底座5通过偏移滑杆106和偏移滑杆支架110滑动连接，偏移滑块105的上方通过冷却壳支架107和入水管113转动连接有成型冷却壳101，成型冷却壳101的侧面固定连接有扶手102。
本发明的一种不锈钢钢坯的一体式加工装置的具体使用方法为：使用者首先将铁镍矿石或者回收的不锈钢制品，这时启动加热线圈213，加热线圈213就会加热熔炉208的内部，这时熔炉208的内部就会得到含镍的铁水，然后将氩氧的输气管与催化进气壳301接通，这时首先启动密封电机222，密封电机222的输出轴就会带动密封主动齿轮220转动，密封主动齿轮220转动就会带动密封丝杠齿轮218转动，密封丝杠齿轮218转动就会带动密封丝杠202转动，密封丝杠202转动就会通过密封罩支架207带动密封罩206垂直移动，这时将密封罩206的底端与锥形罩204的上表面贴合，启动进气电机307，进气电机307的输出轴就会带动进气主动齿轮306转动，进气主动齿轮306转动就会带动进气齿轮环305转动，进气齿轮环305转动就会带动进气扇303转动，进气扇303转动就会将氩氧送入置熔炉208的内部，当得到铁水时，翻转密封电机222，使密封罩206远离锥形罩204，随后启动熔化电机211，熔化电机211的输出轴就会带动熔化主动齿轮212转动，熔化主动齿轮212转动就会带动熔炉转动齿轮209转动，熔炉转动齿轮209转动就会通过熔炉转动套杆216带动熔炉208转动，这时熔炉208内的铁水就会通过流动槽201上表面的凹槽流入到成型冷却壳101内，这时将水管与入水管113接通，并且打开水龙头，使成型冷却壳101内部充满流动的水，这时成型冷却壳101内的铁水就会快速降温，当铁水冷却完成后，使用者通过启动成型电机111，来调整成型冷却壳101的水平位置，这时使用者通过扶手102将成型冷却壳101防转一百八十度，这时冷却完成的钢坯就会脱离成型冷却壳101内壁。
一种如以上任一项所述的不锈钢钢坯的加工制造方法，包括以下步骤：
步骤1、不锈钢水炼制：使用熔化模块1炼制不锈钢水，将铁镍矿石或者回收的不锈钢制品在熔炉208中加热到1534℃熔化成含镍的铁水，密封罩206下降并密闭安装在熔炉208的顶部，通过催化模块1向熔炉内注入氩气和氧气，使得含镍的铁水进一步反应，熔炉208在熔化反应过程中在流动槽201上方转动，使得反应充分；
步骤2、钢水定型：不锈钢水沿流动槽201进入成型冷却壳101中，成型冷却壳101为中空且位置可调的壳体，成型冷却壳101内流动注水并充满冷却壳体，并将成型冷却壳101调整至水平，使得铁水在成型冷却壳101冷却结晶，得到需要的钢坯；
步骤3、分离钢坯：将成型冷却壳101水平翻转180°，使得开口向下，钢坯从成型冷却壳101中脱落，与模具分离。
由上所述，本发明为不锈钢钢坯的一体式加工装置，使钢坯从含镍铁矿石熔化、加入催化气体进一步反应、冷却成型、钢坯脱模的整个过程在同一个设备中连续完成，有效提高工作效率，反应充分得到的钢坯质量高。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
1.一种不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，包括底座、熔化模块、催化模块以及成型模块；所述熔化模块包括熔炉、流动槽以及密封罩，所述流动槽通过流动槽支撑柱固定安装在所述底座的上方，所述熔炉可转动地安装在所述流动槽的上方，所述熔炉的顶部设有可升降的密封罩，所述催化模块安装在所述密封罩的侧面并安装连通于所述密封罩的内部，所述催化模块用以输入氩氧气体至所述密封罩内并与所述熔炉内的不锈钢水进一步反应；所述成型模块包括成型冷却壳以及入水管，所述成型冷却壳可移动地安装在所述流动槽的出口下方，所述成型冷却壳为中空结构，所述入水管连通于所述成型冷却壳的内部并用以向所述成型冷却壳内注水冷却钢坯。
2.如权利要求1所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述熔炉通过熔炉转动支架和熔炉转动套杆可转动地安装在所述流动槽的上方，所述熔炉转动支架固定在所述流动槽上，所述熔炉的侧面设有两个相对的熔炉转动套杆，所述熔炉转动套杆可沿其自身轴线转动地安装在所述熔炉转动支架上。
3.如权利要求2所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述熔炉转动支架一侧的熔炉转动套杆上固定安装有熔化转动齿轮，所述熔化转动齿轮与熔化主动齿轮相互啮合匹配，所述熔化主动齿轮通过熔化电机驱动。
4.如权利要求1所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述熔炉的顶部固定安装有锥形罩，所述密封罩可升降地设置在所述锥形罩的顶部。
5.如权利要求1所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述密封罩的外表面套设有密封罩支架，所述密封罩支架上设有密封丝杠以及密封防撞杆，所述密封防撞杆的底部固定在所述流动槽上，所述密封丝杠的底部固定在所述升降板上，所述升降板可上下滑动地套设在所述密封防撞杆的周部，所述密封丝杠固定安装在所述升降板上且底部连接有密封丝杠齿轮，所述密封丝杠齿轮通过密封电机驱动。
6.如权利要求1所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述流动槽整体呈长方体，所述流动槽上表面的槽体为半圆锥形，所述槽体的靠近所述熔炉的一侧宽度小于远离所述熔炉的一侧宽度。
7.如权利要求6所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述流动槽的靠近所述熔炉的一侧高于远离所述熔炉的一侧。
8.如权利要求1所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述催化模块包括催化进气壳、进气扇、进气齿轮环、进气主动齿轮、以及进气电机；所述催化进气壳连通安装在所述密封罩的侧面，所述催化进气壳的内部转动连接有所述进气扇，所述进气扇的侧方固定连接有所述进气主动齿轮，所述进气主动齿轮通过所述进气电机驱动。
9.如权利要求1所述的不锈钢钢坯的一体式加工装置，其特征在于，所述成型模块还包括偏移丝杠、偏移滑块、偏移滑杆、成型进给齿轮、成型主动齿轮以及成型电机；所述偏移滑块安装在所述成型冷却壳的底部，所述偏移滑块通过所述偏移丝杠和所述偏移滑杆可转动地安装在所述底座上，所述偏移丝杠的底端安装有所述成型进给齿轮，所述成型进给齿轮与所述成型主动齿轮相互啮合，所述成型主动齿轮通过所述成型电机驱动。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的不锈钢钢坯的加工制造方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、不锈钢水炼制：使用熔化模块炼制不锈钢水，将铁镍矿石或者回收的不锈钢制品在熔炉中加热到1534℃熔化成含镍的铁水，密封罩下降并密闭安装在所述熔化炉的顶部，通过所述催化模块向熔炉内注入氩气和氧气，使得含镍的铁水进一步反应，所述熔炉在熔化反应过程中在流动槽上方转动，使得反应充分；
步骤2、钢水定型：不锈钢水沿流动槽进入成型冷却壳中，成型冷却壳为中空且位置可调的壳体，成型冷却壳内流动注水并充满冷却壳体，并将成型冷却壳调整至水平，使得铁水在成型冷却壳内冷却结晶，得到需要的钢坯；
步骤3、分离钢坯：将成型冷却壳水平翻转180°，使得开口向下，钢坯从成型冷却壳中脱落，与模具分离。
技术总结