CN102756116A - 一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的方法及装置，属于轻金属熔炼及其加工领域。其方法是连续地将经预热干燥的铝合金炉料加入熔池内熔化、炉料熔化获得的熔体经过精炼后定量定位浇注到铸造成型机械中，一体化地实现铸造铝合金熔体的制备、供应和成形。实现铝合金熔体连续制备、供应的炉具，其内部被分成三个或三个以上的独立空间，依次完成炉料的连续熔化、一级或多级熔体精炼，及熔体定量定位浇注；相邻炉室由过流通道连通；熔化室内设加热装置、投料口和打渣口，每个精炼室内置独立精炼装置，浇注室内置定量定位浇注装置。和传统铝合金熔体制备供应采用的分工艺分装备方法相比，本装置在单一装置内实现铸造铝合金炉料的连续熔化、精炼和定量浇注，不仅大幅度缩减设备数量及投资、设备占地、劳动定员，还能显著提高热效率和熔体品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的方法及装置，属于轻金属熔炼及其加工领域，尤其适用于铝合金铸造成型机械机边用炉。
背景技术
近年来中国铝加工业迅猛发展，铝材制品应用越来越广泛，由于对产品质量要求不断提高和能源的日益短缺，为了获得质量高又经济的铝合金溶液，对于铸造现场铝熔体供应技术及装备不但要求提供高质量的熔体，而且要满足低热损失、易操作和高生产率的要求。
目前铸造现场铝熔体供应技术主要有两种模式：1、传统的铝熔体供应模式，铝熔体处理技术主要为电(燃油或燃气)加热坩埚炉熔炼、人工精炼和人工或机械浇注，主要熔炼及配套设备有熔化炉、人工精炼设备、人工或机械浇注设备，该模式的主要优点是铸造废料可直接回炉再生利用、投资少、易管理；但其缺点也同样明显，主要有：1）、热效率低、吨铸件能耗高；2）、间歇式熔体制备，生产效率低；3）、熔体精炼不规范，铸件内在品质难保障。2、现行铸造现场普偏采用的铝熔体供应模式，铝熔体处理技术主要为集中熔化炉、保温精炼、转液、机边保温和人工或机械浇注，主要熔炼及配套设备为集中熔化炉、保温精炼炉、熔体转移设备、机边保温炉、浇注机械手和废料转运设备，这种模式的优势在于整个系统中各子单元分工明确、任务专一、设备专业、熔体品质有保障，但同时也有很多缺点：1）、多工序分步完成物料循环使用；2）、熔化、精炼、浇注分离，过程热损失大；3）、熔体、废料在车间之间流转，物流管理难度大；4）、设备成套量大，投资较高、管理难度大。因此，减少熔体和废料长距离流转，使铝合金铸锭与废料的熔化、精炼、浇注、保温在铸造装备机边集成实现是节能、减排、降耗、提高劳动生产率的关键。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的方法及装置，集成实现同一炉内炉料的连续熔化、精炼、保温、定量定位浇注等功能，既提高劳动生产率、减少物流管理和热损耗，又能保障铝液品质。
为实现上述目的，本发明铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的方法过程为：连续地将经预热干燥的铝合金炉料加入熔池内熔化、炉料熔化获得的熔体经过精炼后定量定位浇注到铸造成型机械中，一体化地实现铸造铝合金熔体的制备、供应和成形。其特征在于该方法按以下顺序步骤进行：
(1) 将预热干燥后的铝合金炉料放入温度为700~900℃熔池内加热熔化；
(2) 待炉料熔化完毕后，用静置精炼、强制沉降、吹气体或/和精炼剂精炼、机械搅拌精炼、过滤精炼等方法中一种或多种精炼处理铝熔体；
(3) 重复步骤（2）处理熔体1~5次后，熔体进入浇注室后通过定量浇注装置将铝熔体浇注出炉。
所述的铝合金炉料连续熔化、精炼、浇注一体化方法中，吹气体精炼是用高纯度的氩气或氮气通入铝熔体内部，其纯度为99.9%~99.999%，流量在0.05~2m3/h之间。
实施上述方法的铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的装置，其特征在于其内部被分成三个或三个以上的独立空间，依次完成炉料的连续熔化、一级或多级熔体精炼，及熔体定量定位浇注，相邻炉室通过过流通道连通，熔化室内置加热装置、投料口和打渣口，每个精炼室内置独立精炼装置，浇注室内置定量浇注装置。
本发明具有以下优点：
1、能熔化铸锭和工艺废料，在铸造装备机边实现物料循环；
2、熔化、精炼、保温、浇注自动连续实现，生产率高；
3、消除物料热态转移，无冗余热能损失；
4、无车间内物料循环转移，无冗余物流管理；
5、整个过程全自动一体化进行，熔体品质有保障；
6、设备一体化设计，投资小、占地面积小、易于管理。
附图说明
图1是依据本发明提供的一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施装置主剖示意图
图2~5是本发明提供的采用不同定量方式和精炼方式的四种实施例主剖示意图
图中
1－流槽，2－炉体，3－炉盖，4－浇注室，5－定量浇注装置，6－隔板，7－精炼室，8－精炼装置，9－隔板，10－熔化室，11－加热装置，12－投料口，13－除渣口，14－铝熔体流出口，15－熔化室与精炼室间的过流通道，16－精炼室与浇注室间的过流通道，17－透气砖，18－气路管道。
具体实施方式
下面结合附图进一步对本发明技术方案和实施方式作进一步说明。
参照附图1，该铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施装置包括炉体2、炉盖3和流槽1，炉体内部空间依次被间隔为熔化室10、精炼室7和浇注室4，熔化室10和精炼室7之间通过隔板9隔开并通过熔体过流通道连通，精炼室7和浇注室4通过隔板6隔开并通过过流通道连通。
熔化室10内置加热装置11、投料口12和除渣口13，在生产过程中，将预热干燥后的炉料通过加料口12加入到熔池内的熔化室10内，由加热装置11负责为炉料提供热源，使炉料加热熔化并升温至680~760℃。
精炼室7内置独立精炼装置8，精炼装置8具有静置精炼、强制沉降、吹气体或/和精炼剂精炼、机械搅拌精炼、过滤精炼等方法中一种或多种功能。
浇注室4内置定量定位浇注装置5，定量浇注装置5是指通过电机驱动、气压或其他动力机构使浇注室内熔体定量提升到流出口14，使熔体通过流出口14和流槽1对下游铸造成型机械进行定量定位浇注。
在整个生产过程中，炉料熔化、精炼、保温、浇注自动连续实现，熔体品质得到了保障，与目前铝铸造行业常用熔体供应模式采用的分工艺分装备方法相比，减少了集中熔化炉、熔体转移设备、浇注机械手、废料转运设备等设备的投资，由于压铸生产产生的废料可直接回炉再生产，不仅减轻了物流管理压力，大大减少了厂房占地面积，提高了生产效率，降低了劳动强度，而且由于熔体在同一炉内传输，消除了物料热态转移，降低了热损耗和熔体转移时发生安全事故的概率。
实施例1
参照附图2， 采用定量浇注泵和气体精炼搅拌泵的铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施装置，其铝合金熔体处理供应一体化实施方法为：将预热干燥后的铝合金炉料放入温度为700~900℃熔池内加热熔化，待其熔化完毕后，强制铝熔体跃过隔板，将熔体内密度大的熔渣阻挡在熔化室，之后使用气体精炼搅拌泵对熔体进行搅拌精炼和吹气体精炼15min，氩气流量控制在0.2m3/h，之后停止搅拌和吹气体精炼，继续向熔化室加料，待其熔化完毕后，进行搅拌精炼和吹气体精炼15min，如此循环进行。精炼处理完毕后，强制熔体自下而上地通过隔板，进入浇注室，最后通过定量浇注泵将熔体提升到流出口，经流槽进入下游铸造成型机械进行生产。
实施例2
参照附图3， 采用定量浇注泵和透气砖精炼的铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施装置，其铝合金熔体处理一体化方法为：将预热干燥后的铝合金炉料放入温度为700~900℃熔池内加热熔化，待其熔化完毕后，强制铝熔体跃过隔板，将熔体内密度大的熔渣阻挡在熔化室，之后使氩气通过透气砖产生均匀而细小的气泡对熔体进行吹气体精炼15min，氩气流量控制在0.2m3/h，之后停止吹气体精炼，继续向熔化室加料，待其熔化完毕后，进行吹气体精炼15min，如此循环进行。精炼处理完毕后，强制熔体自下而上地通过隔板，进入浇注室，最后通过定量浇注泵将熔体提升到流出口，经流槽进入下游铸造成型机械进行生产。
实施例3
参照附图4， 采用气压定量浇注方法和气体精炼搅拌泵的铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施装置，其铝合金熔体处理一体化方法为：将预热干燥后的铝合金炉料放入温度为700~900℃熔池内加热熔化，待其熔化完毕后，强制铝熔体跃过隔板，将熔体内密度大的熔渣阻挡在熔化室，之后使用气体精炼搅拌泵对熔体进行搅拌精炼和吹气体精炼15min，氩气流量控制在0.2m3/h，之后停止搅拌和吹气体精炼，继续向熔化室加料，待其熔化完毕后，进行搅拌精炼和吹气体精炼15min，如此循环进行。精炼处理完毕后，强制熔体自下而上地通过隔板，进入浇注室，最后通过在熔化室增加气体压力的方法将熔体提升到流出口，经流槽进入下游铸造成型机械进行生产。
实施例4
参照附图5， 采用气压定量浇注方法和透气砖精炼的铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施装置，其铝合金熔体处理一体化方法为：将预热干燥后的铝合金炉料放入温度为700~900℃熔池内加热熔化，待其熔化完毕后，强制铝熔体跃过隔板，将熔体内密度大的熔渣阻挡在熔化室，之后使氩气通过透气砖产生均匀而细小的气泡对熔体进行吹气体精炼15min，氩气流量控制在0.2m3/h，之后停止吹气体精炼，继续向熔化室加料，待其熔化完毕后，进行吹气体精炼15min，如此循环进行。精炼处理完毕后，强制熔体自下而上地通过隔板，进入浇注室，最后通过在熔化室增加气体压力的方法将熔体提升到流出口，经流槽进入下游铸造成型机械进行生产。
以上实施例仅是对本发明作的更详尽阐述而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的方法，是连续地将经预热干燥的铝合金炉料，加入到熔池内熔化、炉料熔化后的熔体经过精炼后定量定位浇注到铸造成型机械中，其特征在于该方法按以下顺序步骤进行：
(1) 将预热干燥后的铝合金炉料放入温度为700~900℃熔池内加热熔化；
(2) 待炉料熔化完毕后，用静置精炼、强制沉降、吹气体或/和精炼剂精炼、机械搅拌精炼、过滤精炼等方法中一种或多种精炼处理铝熔体；
(3) 重复步骤（2）处理熔体1~5次后，熔体进入浇注室后通过定量定位浇注装置将铝熔体浇注出炉。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施方法，其特征在于吹气体精炼是用高纯度的氩气或氮气通入铝熔体内部，其纯度为99.9%~99.999%，流量在0.05~2m3/h之间。
3.一种实施权利要求1所述的一种铝合金炉料连续熔化、精炼和定量定位浇注一体化实施的装置，其特征在于其内部被分成三个或三个以上的独立空间，依次完成炉料的连续熔化、一级或多级熔体精炼，及熔体定量定位浇注，相邻炉室通过过流通道连通，熔化室内设有加热装置、投料口和打渣口，每个精炼室内置独立精炼装置，浇注室内置定量定位浇注装置。
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