CN103060594B - 生产泡沫铝的成套设备 - Google Patents
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Abstract
本发明生产泡沫铝的成套设备，涉及有开或闭孔隙的合金的制造，主要包括模具输送装置、加工平台、密封箱式保温炉、两套同样的可垂直升降的搅拌装置、两套同样的熔炼装置、整形装置、冷却装置和控制台，本发明由单独设立的控制台通过电路来控制整套设备的操作运行，将金属熔炼、浇注、模具预热、增粘与发泡搅拌、保温发泡成型和冷却的加工工艺与设备系统化设计到同一加工平台上，使熔炼、搅拌、浇注、发泡保温和冷却工序实现立体化、自动化和连续化，克服了现有技术的不能实现泡沫铝生产工序的全自动连续化生产，自动化程度低且生产效率较低，或无法制造大尺寸高质量的泡沫铝，并且工艺流程复杂且工序多的缺点。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及有开或闭孔隙的合金的制造，具体地说是生产泡沫铝的成套设备。
背景技术
目前，我国泡沫铝的制备多处于研究阶段，已形成生产能力的也处于半机械状态，没有现成的专业生产闭孔泡沫铝的成套设备。用熔体发泡法生产泡沫铝的各种设备，大多数都是分散在车间各个部分，比如金属熔炼设备、增粘和发泡搅拌、模具预热和成型发泡设备等，各个设备之间没有连接成为流水线，铝液多次在设备之间移动，能量损失大，温度不易控制，工艺操作多且分散，生产效率低下，危险性高。由于生产过程不连续，需要高度协调，出品率低和生产成本高。
CN101880786A公开了一种用于生产大型泡沫铝的成套设备，它将金属熔炼、浇注、模具预热、增粘与发泡搅拌、成形等设备置于同一加工平台上，其加工平台下层设有台车式电阻炉，该电阻炉顶部设有开口及顶盖，内部设有可分离式组合模具；加工平台上层设有可垂直升降的搅拌器、与搅拌器配合的两导向立柱、中频感应电炉、轨道式浇注小车。但是此设备采用台车式电阻炉，每搅拌完成一次就需要开炉门用台车送出下模具并更换新模具，且模具底部具有圆形凹坑或圆形凸环，切割泡沫铝坯料时造成浪费。此所谓成套设备只是把生产泡沫铝的各种单个设备拼凑到一起，不能实现生产工序的全自动连续化生产，自动化程度低且生产效率较低。
CN101928852A披露了一种连续自动化生产通孔泡沫铝的技术及设备技术，把泡沫铝制造技术及设备作为一个整体技术系统化统筹安排，不是各个单项环节的简单组合，而是每一个技术环节每一台设备都是为本发明设计和定制的，产品使用的原料为铝镁或铝硅合金，工艺借鉴于压力铸造法。但是该专利技术只能制造一定尺寸（1m×1m）以内的泡沫铝，无法制造大尺寸高质量的泡沫铝，并且工艺流程复杂且工序多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供生产泡沫铝的成套设备，提供一种立体化、全自动和连续化生产泡沫铝的成套设备，克服了现有技术的不能实现泡沫铝生产工序的全自动连续化生产，自动化程度低且生产效率较低，或无法制造大尺寸高质量的泡沫铝，并且工艺流程复杂且工序多的缺点。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：生产泡沫铝的成套设备，主要包括模具输送装置、加工平台、密封箱式保温炉、两套同样的可垂直升降的搅拌装置、两套同样的熔炼装置、整形装置、冷却装置和控制台；上述模具输送装置由模具、辊床、滚轴、针式触碰开关和模具导轨构成，模具放置于辊床上，针式触碰开关设置在模具放置的每一个工位处，辊床和模具导轨固定在一个设备支架上并穿过密封箱式保温炉内部；上述加工平台设有上、中和下三层结构，加工平台下层安置有密封箱式保温炉、由模具升降机和大理石板组成的整形装置和由四台大功率工业风机组成的冷却装置；模具升降机安置在穿过密封箱式保温炉内整形区时的辊床的正下方，大理石板安置在密封箱式保温炉内的上炉壁并正对模具升降机；四台大功率工业风机安置在密封箱式保温炉的出口炉门外面的设备支架上并对准从密封箱式保温炉出来的模具；密封箱式保温炉顶部设有浇注口和浇注口炉门，密封箱式保温炉顶部位于加工平台中层；密封箱式保温炉上面分左右各安置一套同样的可垂直升降的搅拌装置，每套可垂直升降的搅拌装置均由同样的搅拌炉、搅拌炉炉盖、搅拌轴、搅拌桨、搅拌装置支架、搅拌桨升降机、搅拌电机、翻转电机和搅拌炉支架构成，搅拌炉由搅拌炉支架支撑，搅拌炉炉盖、搅拌轴和搅拌电机固定在搅拌装置支架上，搅拌桨通过螺母固定于搅拌轴上并插入搅拌炉内，搅拌电机通过传送带与搅拌轴相连，搅拌桨的搅拌速度采用变频控制可以进行无极调速，在搅拌炉的下方安置有一个重量感应器，搅拌炉支架和翻转电机均固定在密封箱式保温炉上面体壁上，翻转电机通过齿轮传动铰链与搅拌炉支架连接；加工平台上层位于两个搅拌炉顶部的后侧边，分左右各安置一套同样的熔炼装置，每套熔炼装置由熔炼炉和与熔炼炉配合的熔炼炉液压装置构成；控制台安置在加工平台上面靠近搅拌桨升降机的地方，控制台通过电路控制整套设备的操作运行，包括熔炼炉的温度控制和翻转操作、搅拌炉的温度控制和翻转操作、搅拌桨的升降和速度控制、密封箱式保温炉的温度和炉门控制以及模具的传输控制。
上述生产泡沫铝的成套设备，所述搅拌桨为钛合金搅拌桨，并具有三层叶片结构，其叶片向下弯曲与水平面成30°角。
上述生产泡沫铝的成套设备，所述密封箱式保温炉的尺寸为宽为2500mm、长9000mm和高为1700mm。
上述生产泡沫铝的成套设备，所述熔炼炉的尺寸为直径为1400mm和高为1300mm。
上述生产泡沫铝的成套设备，所述搅拌炉的尺寸为直径为1000mm和高为1250mm。
上述生产泡沫铝的成套设备，所述部件均通过公知途径获得，其安装方法均是本技术领域的技术人员所能掌握的。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的突出的特点和显著进步是：
（1）本发明生产泡沫铝的成套设备的加工平台上分别设置两台熔炼炉和两台搅拌炉，生产时可同时进行工作，最大限度的提高了工作效率和产能。
（2）本发明生产泡沫铝的成套设备的搅拌炉翻转倾倒的翻转时间控制在3秒以内，保证了铝液能迅速的由搅拌炉倾倒入模具内。
（3）本发明生产泡沫铝的成套设备的搅拌桨为钛合金制作，能防止铝液腐蚀搅拌桨。该搅拌桨具有三层叶片结构，可以使金属液快速搅拌，便于加入的试剂均匀的分散在金属液里，减少试剂损失，使搅拌更加均匀，从而使发泡效果更好。搅拌桨叶片向下弯曲与水平面成30°角，能减少向上喷溅金属熔液。
（4）本发明生产泡沫铝的成套设备的整形装置由模具升降机和大理石板组成。在铝液发泡过程中，模具升降机将模具上顶，大理石板按压模具内金属液体，使发泡铝液上表面更平整，减少切割造成的泡沫铝的损失，提高泡沫铝的产品质量和工艺出品率。
（5）本发明生产泡沫铝的成套设备的冷却装置由四台大功率工业风机组成，能使发泡完成的泡沫铝实现快速冷却。
（6）本发明生产泡沫铝的成套设备的操作中，模具的传输采用辊床输送和工位控制。每一个工位都有针式触碰开关控制模具的运行，实现了生产的全自动控制，减少了人工操作，提高效率和安全性。
（7）本发明生产泡沫铝的成套设备是由单独设立的控制台通过电路来控制整套设备的操作运行，包括熔炼炉的温度控制和翻转操作、搅拌炉的温度控制和翻转操作、搅拌桨的升降和速度控制、密封箱式保温炉的温度和炉门控制及模具的传输控制，全部可由控制台自动化控制操作。为此，大大降低了人工劳动强度，并改善作业环境，完全实现了泡沫铝生产过程中的精确控温和搅拌控制，实现了生产过程的全自动控制和连续化生产。
（8）本发明生产泡沫铝的成套设备将金属熔炼、浇注、模具预热、增粘与发泡搅拌、保温发泡成型和冷却的加工工艺与设备系统化设计到同一加工平台上，使熔炼、搅拌、浇注、发泡保温和冷却工序实现立体化、自动化和连续化，其具有节能高效、操作安全简单、工艺流程紧凑、全自动控制和连续化生产的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明生产泡沫铝的成套设备的主体结构示意图。
图2是本发明生产泡沫铝的成套设备的纵剖面前视结构示意图。
图3是本发明生产泡沫铝的成套设备的俯视结构布局示意图。
图4是本发明生产泡沫铝的成套设备中的搅拌桨结构示意图。
图中，1.辊床，2.模具，3.模具导轨，4.入口炉门，5.加工平台，6.密封箱式保温炉，7.翻转电机A，8.搅拌炉支架A，9.重量感应器A，10.搅拌炉A，11.熔炼炉液压装置A，12.熔炼炉A，13.加工平台中层，14.熔炼炉B，15.浇注口炉门，16.熔炼炉液压装置B，17.浇注口，18.搅拌炉B，19.加工平台上层，20.重量感应器B，21.搅拌炉支架B，22.翻转电机B，23.大理石板，24.加工平台下层，25.出口炉门，26.大功率工业风机，27.模具升降机，28.设备支架，29.控制台，30.搅拌桨升降机，31.搅拌装置支架，32.搅拌电机，33.搅拌轴，34.搅拌炉炉盖，35.搅拌桨，36.滚轴，37.预热区，38.浇注区，39.整形区，40.冷却区，41.针式触碰开关，42.搅拌桨叶片。
具体实施方式
图1所示实施例表明，本发明生产泡沫铝的成套设备的主体结构的构成方式是：主要由模具2、辊床1和模具导轨3构成模具输送装置，模具2放置于辊床1上，辊床1和模具导轨3固定在设备支架28上并从密封箱式保温炉6的入口炉门4穿入密封箱式保温炉6内部，又从密封箱式保温炉6的出口炉门25穿出来；加工平台5设有加工平台上层19、加工平台中层13和加工平台下层24三层结构，加工平台下层24安置有密封箱式保温炉6、由模具升降机27和大理石板23组成的整形装置和由四台大功率工业风机26组成的冷却装置；模具升降机27安置在穿过密封箱式保温炉6内整形区时的辊床1的正下方，大理石板23安置在密封箱式保温炉6内的上炉壁并正对模具升降机27；四台大功率工业风机26安置在密封箱式保温炉6的出口炉门25外面的设备支架28上并对准从密封箱式保温炉6出来的模具2；密封箱式保温炉6顶部设有浇注口17和浇注口炉门15，密封箱式保温炉6顶部位于加工平台中层13；密封箱式保温炉6上面分左右各安置一套同样的可垂直升降的搅拌装置，图1中显示，其中一套可垂直升降的搅拌装置包括搅拌炉A10和由翻转电机A7与搅拌炉支架A8组成的翻转倾倒装置，在搅拌炉A10的下方安置有一个重量感应器A9，搅拌炉A10由搅拌炉支架A8支撑，搅拌炉支架A8和翻转电机A7均固定在密封箱式保温炉6上面体壁上，翻转电机A7通过齿轮传动铰链与搅拌炉支架A8连接，其中另一套可垂直升降的搅拌装置包括搅拌炉B18和由翻转电机B22与搅拌炉支架B21组成的翻转倾倒装置，在搅拌炉B18的下方安置有一个重量感应器B20，搅拌炉B18由搅拌炉支架B21支撑，搅拌炉支架B21和翻转电机B22均固定在密封箱式保温炉6上面体壁上，翻转电机B22通过齿轮传动铰链与搅拌炉支架B21连接，加工平台上层19位于搅拌炉A10顶部和搅拌炉B18顶部的后侧边，分左右各安置一套同样的熔炼装置，图1中显示，其中一套熔炼装置由熔炼炉A12和与其配合的熔炼炉液压装置A11构成，其中另一套熔炼装置由熔炼炉B14和与其配合的熔炼炉液压装置B16构成。
图2所示实施例表明，从纵剖面前观看，本发明生产泡沫铝的成套设备的控制台29放置在加工平台5上面靠近搅拌桨升降机30的地方。在模具升降机27上方有辊床1、模具导轨3和模具2，辊床1和模具导轨3固定在设备支架28上；在密封箱式保温炉6上面安置有可垂直升降的搅拌装置，该可垂直升降的搅拌装置翻转倾倒时正对准密封箱式保温炉6的浇注口炉门15和浇注口17。图2中显示，一套可垂直升降的搅拌装置包括搅拌炉B18、搅拌炉炉盖34、搅拌轴33、搅拌桨35、搅拌装置支架31、搅拌桨升降机30和搅拌电机32。搅拌炉炉盖34、搅拌轴33和搅拌电机32固定在搅拌装置支架31上。搅拌桨35通过螺母固定于搅拌轴33上并插入搅拌炉B18内，搅拌电机32通过传送带与搅拌轴33相连。搅拌桨35的搅拌速度采用变频控制可以进行无极调速。搅拌炉B18由搅拌炉支架B21支撑，搅拌炉支架B21和翻转电机B22均固定在密封箱式保温炉6上面体壁上，翻转电机B22通过齿轮传动铰链与搅拌炉支架B21连接。在搅拌炉B18的下方安置有一个重量感应器B20；在加工平台上层19安置一套熔炼装置的熔炼炉B14和与其配合的熔炼炉液压装置B16，该熔炼装置位于上述一套可垂直升降的搅拌装置的上右方。
图3所示实施例表明，从俯视看，本发明生产泡沫铝的成套设备的模具输送装置由模具2、辊床1、滚轴36、针式触碰开关41和模具导轨3构成，模具2放置于辊床1上，针式触碰开关41设置在模具2放置的每一个工位处，辊床1和模具导轨3穿过密封箱式保温炉6内部；运行模具2的辊床1从左到右依次为预热区37、浇注区38、整形区39、冷却区40。浇注口17位于密封箱式保温炉6顶部中间位置；在密封箱式保温炉6上面安置有两套可垂直升降的搅拌装置。图3中显示了两套可垂直升降的搅拌装置中的搅拌炉A10和搅拌炉B18分左右固定在密封箱式保温炉6的浇注口17的两边，搅拌炉A10和搅拌炉B18中分别设置有搅拌桨叶片42，下方有搅拌桨升降机30，在搅拌炉A10和搅拌炉B18后边各安置一套同样的熔炼装置。图3中显示了两套熔炼装置中的熔炼炉A12和熔炼炉B14，大功率工业风机26设置在冷却区40的区域内。图3中还显示了控制台29安置在搅拌炉A10和搅拌炉B18中间前边的位置。
图4所示实施例显示了本发明生产泡沫铝的成套设备的搅拌桨35的结构中包含有搅拌轴33和固定在搅拌轴33上的有三层叶片结构的搅拌桨叶片42。搅拌桨叶片42的叶片向下弯曲与水平面成30°角。
在图1～图4所示实施例的描述中，所说的方位上下左右均是相对附图的图面而言。
实施例1
按照图1～图4所示实施例安装本实施例的生产泡沫铝的成套设备。其中，密封箱式保温炉的尺寸为宽为2500mm、长9000mm和高为1700mm；熔炼炉的尺寸为直径为1400mm和高为1300mm；搅拌炉的尺寸为直径为1000mm和高为1250mm；工业风机尺寸为直径为900mm和高为800mm；所用搅拌桨为钛合金搅拌桨。
本发明生产泡沫铝的成套设备在应用时，其操作过程是：
第一步，将所需量的铝锭加入到熔炼炉A12和熔炼炉B14内加热融化。
第二步，将模具2放在传送辊床1上，密封箱式保温炉6的入口炉门4升起打开，并运行一个模具至密封箱式保温炉6内的预热区37，然后入口炉门4下降关闭。
第三步，熔炼炉A12和熔炼炉B14翻转将铝液倒入相应的搅拌炉A10和搅拌炉B18内，搅拌炉A10和搅拌炉B18底部各设有重量感应器A9和重量感应器B20，以称量铝液的加入量。
第四步，模具2运行至浇注区38，可垂直升降的搅拌装置中的搅拌桨35被放下，加入增粘剂工业钙粒，然后开始搅拌；7～15min后，再加入发泡剂氢化钛，再快速搅拌。
第五步，搅拌完成，浇注口炉门15打开，搅拌桨35停止转动并迅速抬升，搅拌炉A10或搅拌炉B18在翻转倾倒装置控制下，在3秒以内翻转倾倒铝液，然后搅拌炉A10或搅拌炉B18回复原位，浇注口炉门15关闭。
第六步，模具2前进至整形区39，模具升降机27上顶模具2，大理石板23按压发泡铝液。
第七步，5～10min后，模具2回落，密封箱式保温炉6的出口炉门25升起打开，模具2前进至冷却区40，同时密封箱式保温炉6的出口炉门25下降关闭。
第八步，模具2前进至冷却区40时，工业风机26自动开始运行，进行冷却工作。
第九步，用叉车将冷却后的模具2运至脱模处，将泡沫铝锭从模具2中取出。
上述实施例中，所涉及部件均通过公知途径获得，其安装方法均是本技术领域的技术人员所能掌握的，该生产泡沫铝的成套设备在应用时的操作过程也是本技术领域的技术人员所能掌握的。
Claims (5)
1.生产泡沫铝的成套设备，其特征在于：主要包括模具输送装置、加工平台、密封箱式保温炉、两套同样的可垂直升降的搅拌装置、两套同样的熔炼装置、整形装置、冷却装置和控制台；上述模具输送装置由模具、辊床、滚轴、针式触碰开关和模具导轨构成，模具放置于辊床上，针式触碰开关设置在模具放置的每一个工位处，辊床和模具导轨固定在一个设备支架上并穿过密封箱式保温炉内部；上述加工平台设有上、中和下三层结构，加工平台下层安置有密封箱式保温炉、由模具升降机和大理石板组成的整形装置和由四台大功率工业风机组成的冷却装置；模具升降机安置在穿过密封箱式保温炉内整形区的辊床的正下方，大理石板安置在密封箱式保温炉内的上炉壁并正对模具升降机；四台大功率工业风机安置在密封箱式保温炉的出口炉门外面的设备支架上并对准从密封箱式保温炉出来的模具；密封箱式保温炉顶部设有浇注口和浇注口炉门，密封箱式保温炉顶部位于加工平台中层；密封箱式保温炉上面分左右各安置一套同样的可垂直升降的搅拌装置，每套可垂直升降的搅拌装置均由同样的搅拌炉、搅拌炉炉盖、搅拌轴、搅拌桨、搅拌装置支架、搅拌桨升降机、搅拌电机、翻转电机和搅拌炉支架构成，搅拌炉由搅拌炉支架支撑，搅拌炉炉盖、搅拌轴和搅拌电机固定在搅拌装置支架上，搅拌桨通过螺母固定于搅拌轴上并插入搅拌炉内，搅拌电机通过传送带与搅拌轴相连，搅拌桨的搅拌速度采用变频控制可以进行无极调速，在搅拌炉的下方安置有一个重量感应器，搅拌炉支架和翻转电机均固定在密封箱式保温炉上面体壁上，翻转电机通过齿轮传动铰链与搅拌炉支架连接；加工平台上层位于两个搅拌炉顶部的后侧边，分左右各安置一套同样的熔炼装置，每套熔炼装置由熔炼炉和与熔炼炉配合的熔炼炉液压装置构成；控制台安置在加工平台上面靠近搅拌桨升降机的地方，控制台通过电路控制整套设备的操作运行，包括熔炼炉的温度控制和翻转操作、搅拌炉的温度控制和翻转操作、搅拌桨的升降和速度控制、密封箱式保温炉的温度和炉门控制以及模具的传输控制。
2.根据权利要求1所说生产泡沫铝的成套设备，其特征在于：所述搅拌桨为钛合金搅拌桨，并具有三层叶片结构，其叶片向下弯曲与水平面成30°角。
3.根据权利要求1所说生产泡沫铝的成套设备，其特征在于：所述密封箱式保温炉的尺寸为：宽2500mm、长9000mm和高1700mm。
4.根据权利要求1所说生产泡沫铝的成套设备，其特征在于：所述熔炼炉的尺寸为：直径1400mm和高1300mm。
5.根据权利要求1所说生产泡沫铝的成套设备，其特征在于：所述搅拌炉的尺寸为：直径1000mm和高1250mm。
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