CN102292175B - 金属铸造中的熔体连续供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明的金属铸造中的熔体连续供给系统，是由使炉体倾动而排出金属熔体的熔化炉(1)和保温炉(2)构成，并具有将熔体(M)排出至熔化炉(1)及保温炉(2)的熔体排出口的熔体转移导管(3)和铸造导管(4)。使保温炉(2)上升并经由铸造导管(4)将一定流量的熔体(M)供给至铸造机铸造导管(5)。保温炉(2)上升后停止，并在持续排出熔体的同时下降。使熔化炉(1)上升，并通过熔体转移导管(3)将一定流量的熔体转移至下降过程中的保温炉(2)。保温炉在下降的同时从熔化炉接收熔体，同时排出一定流量的熔体。保温炉在下降后停止，并在持续排出熔体的同时上升。重复进行上述动作直至铸造结束。

Description

金属铸造中的熔体连续供给系统

技术领域

本发明涉及一种金属铸造中的熔体连续供给系统，其能够通过倾动式熔化炉和倾动式保温炉的复合动作而由1台保温炉连续进行多个批次的铸造。

背景技术

过去，关于将铝合金等熔融金属的熔体供给至压铸机等的装置，曾有各种方案被提出。例如，一种为人们所周知的方法是：通过铸勺从保持预先熔化的足够量的金属熔体的保温炉汲取一定量的熔体，并进行计量、搬送、浇注(例如，参照专利文献1)。

在上述通过铸勺进行搬送的情况下，由于搬送距离变长、熔体泼出等问题，故而搬送速度无法提升，这将导致搬送时间较长、熔融金属冷却，继而流动性降低、附着于铸勺、以及因与外部大气的接触而在表面产生氧化皮膜，从而存在难以获得良好的产品等问题。

作为解决上述问题的供给装置，有一种装置为人们所周知，其使用倾动式保温炉向铸造机供给金属熔体，该倾动式保温炉通过设置在炉体下部的2台液压缸的动作，以倾动支点轴为基点而使炉本体倾动，从熔体排出口排出金属熔体(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：JP特公昭60-25220号公报

专利文献2：JP实开平6-41964号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在从上述专利文献2的倾动式保温炉向铸造机排出熔体时，为保持一定的熔体排出量，使用一种以铸造导管熔体水平为指标调整保温炉的倾动速度的控制系统。

但是，由于熔化炉/保温炉都是分批式炉，因此，一批熔体排出结束之后必然也伴随铸造的结束，在下一批中需要重新从头开始。特别是在连续铸造过程中，铸造开始时的作业较为繁杂，并且金属损耗也较多，因此人们需要一种能够连续铸造多个批次的系统。为此，通过设置2台保温炉能够解决上述问题，但是这样一来，又会遇到不仅需要高额的设备投资，而且还必须确保足够大的设置面积等问题。

本发明是以解决上述问题为课题而研究开发的，其目的在于提供一种熔体连续供给系统，其能够通过倾动式熔化炉和倾动式保温炉的复合动作而由1台保温炉连续进行多个批次的铸造。

解决课题的方法

为解决上述课题，作为达成上述目的的方法，本发明开发并采用了一种金属铸造中的熔体连续供给系统，其特征在于，由使炉体倾动而排出金属熔体的熔化炉和保温炉构成，具有将熔体排出至熔化炉的熔体排出口的熔体转移导管以及将熔体排出至保温炉的熔体排出口的铸造导管，包括：使保温炉上升并经由铸造导管将一定流量的熔体供给至铸造机铸造导管的第一动作；在该保温炉即将达到上升极限之前停止并且一边持续排出熔体一边下降的第二动作；使熔化炉上升并经由熔体转移导管向下降过程中的保温炉转移一定流量的熔体的第三动作；保温炉一边下降一边从熔化炉接收熔体并同时排出一定流量的熔体的第四动作；以及在保温炉即将达到下降极限之前停止并且一边持续排出熔体一边再次上升的第五动作，反复进行第一动作至第五动作的过程直至铸造结束。

在如上所述而构成的金属铸造中的熔体连续供给系统中，开发并采用了一种金属铸造中的熔体连续供给系统，其特征在于，上述第一动作、第二动作以及第五动作中的熔体从保温炉的排出，是以通过传感器检测铸造导管液面水平而转移一定流量的熔体的方式进行控制；并且，其另一特征在于，上述第三动作、第四动作中的熔体从熔化炉和保温炉的排出，是以通过传感器检测熔体转移导管液面水平和铸造导管液面水平而转移一定流量的熔体的方式进行控制；另外，其又一特征在于，上述第三动作、第四动作的熔体转移导管液面水平和铸造导管液面水平是通过不同的两个系统进行控制，在液面水平维持正常的情况下，上述两个系统之间无关联，在任一液面水平发生异常的情况下，不仅能够在发生异常的系统侧进行校正动作，在另一个系统侧也能够进行校正动作，通过彼此互补的联锁系统进行控制。

发明功效

根据本发明，通过倾动式熔化炉和倾动式保温炉的复合动作，即使在只有1台保温炉的情况下，也不会使熔体中断，可连续进行多个批次的铸造，不仅可省略铸造开始时的繁杂作业，还可减少金属损耗、提升成品率、提高作业效率。此外，可获得不易被氧化的良好铸造品，并且由于采用1台保温炉即可，因此可节省设备费、节约设置面积。

附图说明

图1为表示熔化炉和保温炉的正视图。

图2为表示熔化炉和保温炉的第一动作的简略正视图。

图3为表示熔化炉和保温炉的第二动作的简略正视图。

图4为表示熔化炉和保温炉的第三动作的简略正视图。

图5为表示熔化炉和保温炉的第四动作的简略正视图。

图6为表示熔化炉和保温炉的第五动作的简略正视图。

图7为熔化炉和保温炉的操作流程图。

图8为1台保温炉的系统流程图。

图9为2台保温炉的系统流程图。

图10为表示塞栓控制方式的简略剖视图。

图11为表示喷栓控制方式的简略剖视图。

标号说明

1熔化炉

1a炉体

2保温炉

2a炉体

3熔体转移导管

3a熔体转移导管液面

4铸造导管

4a铸造导管液面

5铸造机铸造导管

6、7液压缸

8、9激光传感器

具体实施方式

以下，依据附图对本发明的实施方式加以说明，本发明的结构为：1为熔化金属材料的倾动式熔化炉，2为将熔化后的金属熔体M保持在一定温度的倾动式保温炉，熔化炉1和保温炉2并列设置，在熔化炉1的熔体排出口处设置有向保温炉2的方向突出的熔体转移导管3，在保温炉2的熔体排出口处设置有向铸造机铸造导管5的方向突出的铸造导管4，熔体转移导管3的前端部到达保温炉2，铸造导管4的前端部到达铸造机铸造导管5，通过使炉体1a、2a倾动而将炉内的熔体M经由熔体转移导管3及铸造导管4排出。

在熔化炉1和保温炉2的侧部设置有液压缸6、7，在熔体排出口侧以可自由转动的方式轴支撑有倾动轴铰链(未图示)，通过液压缸6、7的伸缩而上升、下降，同时可倾动，熔化炉1以及保温炉2的熔体M经由熔体转移导管3及铸造导管4被排出，熔体排出量根据上升速度(液压缸速度)而增减。

激光传感器8、9是持续监视熔体转移导管3的液面水平3a和铸造导管4的液面水平4a的变化的传感器，其检测熔体转移导管3的液面水平3a和铸造导管4的液面水平4a，并通过调整熔化炉1和保温炉2的上升速度而排出一定量的熔体。此外，在一边从熔化炉1接收熔体一边进行铸造的情况下，调整下降速度。

熔体转移导管3的前端部(保温炉进液口部)为封闭结构，熔体M从熔体转移导管3底面的注出口10排出，并排入至保温炉2中。注出口10为有效横截面积可变的结构。

对上述结构的金属铸造中的熔体连续供给系统的使用方式进行说明。为了持续进行连续铸造，需要在保温炉2的熔体M完全排出之前从熔化炉1补充熔体M，为此，需要使熔化炉1和保温炉2执行如下的复合动作。

即，倾动式熔化炉1为停止的垂直状态，熔体M在熔化炉1的液槽内并不排出。另一方面，倾动式保温炉2通过液压缸7上升，炉体2a通过倾动轴铰链稍微倾斜，因此保温炉2内的熔体M经由铸造导管4排出。此时，通过激光传感器9检测铸造导管液面水平4a，将一定流量的熔体供给至铸造机铸造导管5，以上为第一动作(图2)。

熔化炉1保持第一动作的停止状态，熔体M在熔化炉1的液槽内并不排出，但是保温炉2相比第一动作进一步上升，并在即将达到上升极限之前停止。炉体2a的倾斜相比第一动作的倾斜更加厉害，保温炉2内的熔体M继续经由铸造导管4而持续排出，同时准备进入下降动作，以上为第二动作(图3)。

熔化炉1通过液压缸6上升，炉体1a通过倾动轴铰链倾斜，液槽内的熔体M经由熔体转移导管3被排出，并被转移至下降过程中的保温炉2中。此时，通过激光传感器8对熔体转移导管液面水平3a进行检测，供应一定流量的熔体，同时，保温炉2内的熔体M经由铸造导管4被以一定流量排出至铸造机铸造导管5，以上为第三动作(图4)。

保温炉2进一步下降，并且接收从熔化炉1的熔体转移导管3排出的一定量的熔体M，同时从保温炉2经由铸造导管4被以一定流量供给至铸造机铸造导管5，以上为第四动作(图5)。

保温炉2在即将达到下降极限之前停止，并且在持续排出熔体的同时准备再次进入上升动作，以上为第五动作(图6)。

通过重复上述第一动作至第五动作的过程直至铸造结束，即使只有1台保温炉，熔体M也可不间断地连续进行多个批次的铸造。

如上所示，为持续铸造多个批次，需要在保温炉2的熔体M完全排出之前从熔化炉1补充熔体M，为此保温炉2的下降过程中的补充熔体转移成为关键。并且，在补充期间，为使保温炉2持续排出一定量的熔体，补充转移熔体也必须准确地定量排出。因此，在从熔化炉1向保温炉2转移熔体时，需要通过熔体转移导管液面水平3a的控制而调整熔化炉1的倾动速度。

并且，与此同时，在保温炉2下降的期间也是同样，为使从熔化炉1补充的熔体M定量排出，需要通过调整下降倾动速度而执行铸造导管液面水平4a的控制。通过同时执行上述两个控制，仅通过1台保温炉2也可不间断地连续进行多个批次的铸造。

此外，在上述第三动作、第四动作的从熔化炉1向下降过程中的保温炉2进行补充转移熔体时，熔体转移导管3的液面水平3a和铸造导管4的液面水平4a由上述两个不同的系统控制，只要液面水平3a、4a维持正常，那么两系统之间并无关联，但是如果液面水平3a、4a中的任一方发生异常，则不仅在发生异常的系统侧需要进行校正动作，在另一个系统侧也需要进行校正动作，通过彼此互补的联锁系统进行控制。

即，如图7的操作流程图所示，熔化炉侧的步骤21中，如果熔化炉的熔体转移导管熔体达到水平的上上限(HH)，则如步骤22所示，既可只停止熔化炉的倾动上升，也可使下游的保温炉2持续执行控制动作。但是，保温炉2的下降期间(熔体转移导管水平控制和铸造导管水平控制的情况下)在保温炉侧的步骤31中，如果铸造导管熔体达到水平的上上限(HH)，则不仅需要如步骤32所示，将保温炉的倾动下降速度切换为高速，还需要如步骤33所示，以高速使上升中的熔化炉下降，停止熔体的供给。熔化炉1及保温炉2的高速下降动作，在步骤34、35中，如果铸造导管熔体水平下降至DL，则可停止。另一方面，如步骤38所示，如果铸造导管熔体达到水平的下下限(LL)，则如步骤36所示，仅停止保温炉倾动下降即可，而熔化炉1必须持续执行控制动作以持续供给熔体M。

图8表示在由1台熔化炉1、1台保温炉2以及1台铸造机5构成的情况下的框线图，按箭头方向流动，可连续进行多个批次的铸造。此外，图9表示在由1台熔化炉1、2台保温炉2、2以及2台铸造机5、5构成的情况下的框线图，按箭头方向流动，通过使用本系统，可同时连续铸造2种以上的合金。

以上，在本发明的实施方式中，作为熔体流量控制方式，以炉倾动速度调整方式进行了说明，但是并非限定于此，例如，也可如图10所示，采用可动栓12在熔化炉1或保温炉2的开口部11处左右移动的塞栓控制方式而执行，或者如图11所示，采用可动栓14在配置于铸造机铸造导管5的上表面上的铸造导管4的底部所设置的筒体13处上下移动的喷栓控制方式而执行，当然，可在能够达成发明目的、且不脱离发明主旨的范围内进行各种设计变更。

工业实用性

本发明不仅可用于在各有1台熔化炉和保温炉的情况下连续进行多个批次的铸造，并且在有2台以上保温炉的情况下，也可有效使用本系统，此外，在同时连续铸造2种合金的情况下也非常有效。

Claims (4)

1.一种金属铸造中的熔体连续供给系统，其特征在于：

由使炉体倾动而排出金属熔体的熔化炉和保温炉构成，

具有将熔体排出至熔化炉的熔体排出口的熔体转移导管和将熔体排出至保温炉的熔体排出口的铸造导管，

包括：使保温炉上升并经由铸造导管将一定流量的熔体供给至铸造机铸造导管的第一动作、该保温炉在即将达到上升极限之前停止并且一边持续排出熔体一边下降的第二动作、使熔化炉上升并经由熔体转移导管向下降过程中的保温炉转移一定流量的熔体的第三动作、保温炉一边下降一边从熔化炉接收熔体并同时排出一定流量的熔体的第四动作以及保温炉在即将达到下降极限之前停止并且一边持续排出熔体一边再次上升的第五动作，

反复进行第一动作至第五动作的过程直至铸造结束。

2.根据权利要求1所述的金属铸造中的熔体连续供给系统，其特征在于：

上述第一动作、第二动作以及第五动作中的熔体从保温炉的排出，是以通过传感器检测铸造导管液面水平而转移一定流量的熔体的方式进行控制。

3.根据权利要求1所述的金属铸造中的熔体连续供给系统，其特征在于：

上述第三动作、第四动作中的熔体从熔化炉和保温炉的排出，是以通过传感器检测熔体转移导管液面水平和铸造导管液面水平而转移一定流量的熔体的方式进行控制。

4.根据权利要求1所述的金属铸造中的熔体连续供给系统，其特征在于：

上述第三动作、第四动作的熔体转移导管液面水平和铸造导管液面水平是通过不同的两个系统进行控制，

在液面水平维持正常的情况下，所述两个系统之间无关联，

在任一液面水平发生异常的情况下，不仅能够在发生异常的系统侧进行校正动作，在另一个系统侧也能够进行校正动作，通过彼此互补的联锁系统进行控制。

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