CN104498758A - 泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统 - Google Patents

Abstract

一种泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，涉及泡沫铝加工设备技术领域，包括一个熔炼炉、一个发泡炉和一个模铸生产线。所述熔炼炉的出液口通过管道连接至发泡炉，所述发泡炉的出液口连接至模铸生产线，铝块在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后的铝液直接流入发泡炉进行发泡，发泡完成后的铝液流入到成型模中直接浇铸成型，实现边熔化，边发泡，边成型，完成连续生产。本发明改变了传统分离式、静态发泡的方式，采用动态连续式发泡成型，能够在短时间内凝固成型，避免分层现象的产生，制备出的泡沫铝板质地均匀，品质高，能够用于各种建材原料，性能优越，实现批量生产。

Description

泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统

技术领域

本发明涉及泡沫铝加工设备技术领域，具体涉及一种泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统。

背景技术

泡沫金属是一种由金属基体和气孔组成的新型材料。一般金属都具有密实的多晶体结构，其中的孔隙，如缩孔、疏松、气孔等，是作为一种缺陷来对待的，当缺陷多时，就会影响材料的性能，甚至成为废品。而泡沫金属恰恰是利用了材料的这种缺陷，当金属材料的这种缺陷数量达到一定程度(及孔隙率为40-98％，孔径为0.5-6mm或更大)后，可在牺牲其强度等力学性能的同时，获得其它如热、声、能量吸收、轻质等优越性能而成为一种新型结构功能材料。

泡沫金属材料因其具有优异的物理性能、化学性能、力学性能与可回收性等，被认为是一类很有发展前景的新材料，可用做环境保护的降噪材料，振动和冲击能量吸收器，粉尘和流体过滤器，发电机排气的消音器，室内保温、阻燃和隔音装饰材料，多孔电极，高温垫圈和耐磨垫，催化剂载体，屏蔽电磁波的材料等。

最近十几年中，金属泡沫特别是铝泡沫，由于它们在挤压、弯曲、和有用的热学和声学性能方面的高空隙率力学性能，受到越来越多的关注。泡沫铝质轻、隔音、阻燃，有很强的吸能和电磁屏蔽作用，因此受到国防工业部门的高度重视，由于泡沫铝在韧性和热导率方面的优势，泡沫铝也常用作催化载体材料。目前已提出的泡沫铝制备工艺较多，主要可分为液态金属凝固法、固态金属烧结法及沉积法三类，现已开发出的具有工业价值的生产工艺，如熔体发泡法、渗流铸造法、粉末冶金发泡法、电化学沉积法、粉末冶金法等，在实际生产中应用较广泛，熔体发泡法获得的泡沫铝孔洞间相互独立，一般称为闭孔泡沫铝；而后几种方法获得的泡沫铝孔洞往往相互连通，因此称为通孔泡沫铝。

目前市场上生产泡沫铝的方法都是先发泡，然后再成型，两个工艺步骤是分开的，在成型过程中是属于静态成型，容易导致泡沫铝板上部密度小气孔大，下部密度大气孔小，发泡不均匀，产生分层现象；并且制备出的泡沫铝板规格较小。

如中国专利CN103993194A公开了一种发泡铝的生产系统，可以实现自动PLC控制，四条生产线同时进行，加快了生产速度，降低了企业的成本。但其仍然不能实现连续发泡、连续成型的目的。

再如中国专利CN103667760A公开了一种DCS连续发泡铝自动生产线及工艺，其只是公开了相关的理论结构，没有具体的实现方式及相关设备，在实际生产中无法实现。

鉴于此，提出本申请，用于解决现有技术中的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种制造方便，质量稳定可靠的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：包括一个熔炼炉、一个发泡炉和一个模铸生产线，所述熔炼炉的出液口连接至发泡炉，所述发泡炉的出液口连接至模铸生产线，铝块在熔炼炉中进行封闭式熔炼，熔炼完成后的铝液在加压状态下直接流入发泡炉进行发泡，发泡完成后的铝液流入到模铸生产线中直接浇铸成型，实现边熔化，边发泡，边成型，完成连续生产。

所述熔炼炉包括一密封式炉体，在所述炉体上部一侧连接有进料闸阀，在所述炉体上部设有一尾气压力阀，所述炉体内部设有一锥形集料斗，所述锥形集料斗底部设有铝液通道，所述炉体底部连接有喷枪，向炉体内送入天燃气与氧气的混合气体，利用天燃气对铝块进行熔化，燃烧的火焰穿过锥形集料斗与铝块接触，对铝块加温，同时由于铝块之间具有间隙，增大火焰与铝块接触面积，所述铝液通道通过管道连接至发泡炉，熔化后的铝液经铝液通道流入发泡炉。

所述发泡炉包括一封闭的发泡炉体，所述发泡炉体的进料端口与熔炼炉的铝液通道上的管道相连，铝液从熔炼炉直接流入发泡炉体，在发泡炉体内进行发泡，在发泡炉体上端分别连接有压力阀、搅拌电机及发泡剂和粘稠剂添加孔，所述搅拌电机连接有搅拌桨叶，对发泡炉体内的熔体进行搅拌，使发泡剂与铝液混合均匀，提高发泡效率，在所述发泡炉体上部还连接有加压机，在发泡炉体内压力不够时向内加压，使得铝液能够从发泡炉体内顺利流出，因为发泡后的铝液呈粘稠状，需要加压才能让其源源不断的流出；所述发泡炉体底部一侧设有出液口；在所述发泡炉体外部设有炉体保温层，所述炉体保温层与发泡炉体之间设有电加热丝，通电后可以为发泡炉体加热，使其内部温度一直，方便铝液发泡。

所述模铸生产线包括成型模具和驱动机构，在所述成型模具底部设有滑轮轨道，使得成型模具能够沿该滑轮轨道滑行，所述成型模具两端分别连接有牵引机，对成型模具进行牵引驱动，使其来回运动，在所述成型模具上部位于发泡炉体出液口下方设有一料斗和泡沫熔体刮平板，所述泡沫熔体刮平板下游设有振动泵，所述振动泵下游设有碾平轧辊，铝液流入到成型模具后经泡沫熔体刮平板将其表面刮平，再经碾平轧辊进行二次碾平，确保成型的发泡铝板厚度一致，在所述料斗侧壁设有一组高程测位仪，用于感应泡沫熔体的液位高低，当流量变小时，该高程测位仪将信号送至牵引机，牵引机转速变慢，使成型模具慢速运行；当流量变大时，该高程测位仪将信号送至牵引机，牵引机转速变快，使成型模具快速运行，以适应不同流量的铝液。

所述泡剂添加孔内连接有螺杆，用于将粉末状的发泡剂放入泡剂添加孔中时，通过该螺杆将发泡剂挤入发泡炉体内，使得发泡炉体内始终保持在一固定压力条件下。

所述进料闸阀为双闸式结构，铝块由第一道闸阀进入后，关闭第一道闸阀，开启第二道闸阀将铝块放入炉体内，防止炉体内进入空气，导致压力变化。

所述锥形集料斗由多个集料斗环相互叠加构成，所述集料斗环的直径由上向下逐渐递减，构成锥形结构，在每两个集料斗环之间通过集料斗支撑柱连接，使集料斗环之间形成有间隙，该间隙是火焰通道，喷枪喷出的火焰从该通道进入到集料斗，熔化固体铝，锥形集料斗的设计不会使铝块将铝液通道堵塞，利于铝液流出。

所述的模铸生产线设有一组或一组以上，当熔炼量较大时，可以采用多组模铸生产线同时工作，实现连续大批量生产，若设置成多组，则各组之间相比并联，可单独工作，也可联合工作。

所述的高程测位仪设有两组分别位于料斗两边设置，一个测高位，一个测低位，高程测位仪感应数据传输给牵引机，以便根据料斗中泡沫熔体多少来智能控制牵引模具快慢移动。

所述成型模具在隧道窑炉中保温运行一段时间后方可出炉，使熔体充分发泡后再冷却。

本发明的有益效果是：本发明改变了传统分离式、静态发泡的方式，采用动态连续式发泡成型，能够在短时间内凝固成型，避免分层现象的产生，制备出的泡沫铝板质地均匀，品质高，能够用于各种建材原料，性能优越，实现批量生产。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明成型模结构图；

图3为本发明锥形集料斗主视图；

图4为本发明锥形集料斗俯视图；

图5为本发明成型模俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参见图1-5：

一种泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，包括一个熔炼炉10、一个发泡炉20和一个模铸生产线30，熔炼炉10的出液口连接至发泡炉20，发泡炉20的出液口连接至模铸生产线30，铝块在熔炼炉10中进行封闭式熔炼，熔炼完成后的铝液在加压状态下直接流入发泡炉20进行发泡，发泡完成后的铝液流入到成型模30中直接浇铸成型，实现边熔化，边发泡，边成型，完成连续生产，成型模30在隧道窑炉中保温运行一段时间，以30-40分钟为宜，使得成型后的泡沫铝能够充分发泡。

熔炼炉10包括一密封式炉体101，在炉体101上部一侧连接有进料闸阀102，在炉体101上部设有一压力阀40，炉体101内部设有一锥形集料斗103，锥形集料斗103底部设有铝液通道104，炉体101底部连接有喷枪50，向炉体101内送入天燃气与氧气的混合气体，利用天燃气对铝块进行熔化，燃烧的火焰穿过锥形集料斗103与铝块接触，对铝块加温，同时由于铝块之间具有间隙，增大火焰与铝块接触面积，铝液通道104通过管道105连接至发泡炉20，熔化后的铝液经铝液通道104流入发泡炉20。

发泡炉20包括一封闭的发泡炉体201，发泡炉体201的进料端口与熔炼炉10的铝液通道104上的管道105相连，铝液从熔炼炉10直接流入发泡炉体201，在发泡炉体201内进行发泡，在发泡炉体201上端分别连接有压力阀40、搅拌电机202及发泡剂和粘稠剂添加孔203，搅拌电机202连接有搅拌桨叶204，对发泡炉体201内的熔体进行搅拌，使发泡剂与铝液混合均匀，提高发泡效率，在发泡炉体201上部还连接有加压机205，在发泡炉体201内压力不够时向内加压，使得铝液能够从发泡炉体内顺利流出，因为发泡后的铝液呈粘稠状，需要加压才能让其源源不断的流出；发泡炉体201底部一侧设有出液口206；在发泡炉体201外部设有炉体保温层207，炉体保温层207与发泡炉体201之间设有电加热丝208，通电后可以为发泡炉体201加热，使其内部温度一直，方便铝液发泡。

模铸生产线30包括成型模具302和驱动机构，所述驱动机构主要包括一牵引机301，在所述成型模具302底部设有滑轮轨道308，使得模具能够沿滑轮轨道308滑行，所述成型模具302两端分别连接牵引机301，对成型模具302进行牵引驱动，使其来回运动，在所述成型模具302上部位于发泡炉体201出液口206下方设有一料斗304和泡沫熔体刮平板305，所述泡沫熔体刮平板305下游设有振动泵306，所述振动泵306下游设有碾平轧辊307，铝液309流入到成型模具302后经泡沫熔体刮平板305将其表面刮平，再经碾平轧辊307进行二次碾平，确保成型的发泡铝板厚度一致，在所述料斗304侧壁设有一组高程测位仪303，用于感应泡沫熔体的液位高低，当流量变小时，该高程测位仪303将信号送至牵引机301，牵引机301转速变慢，使成型模具302慢速运行；当流量变大时，该高程测位仪303将信号送至牵引机301，牵引机301转速变快，使成型模具302快速运行，以适应不同流量的铝液。高程测位仪303设有两组分别位于料斗304两边，一个测高位，一个测低位，高程测位仪303感应数据传输给牵引机301，以便根据料斗中泡沫熔体多少来智能控制成型模具302快慢移动。成型模具302在窑炉中保温运行一段时间后方可出炉，使熔体充分发泡后再冷却。

发泡剂添加孔203内连接有螺杆，用于将粉末状的发泡剂放入发泡剂添加孔203中时，通过该螺杆将发泡剂挤入发泡炉体内，使得发泡炉体201内始终保持在一固定压力条件下。

所述进料闸阀102为双闸式结构，铝块由第一道闸阀进入后，关闭第一道闸阀，开启第二道闸阀将铝块放入炉体内，防止炉体内进入空气，导致压力变化。

所述锥形集料斗103由多个集料斗环1031相互叠加构成，所述集料斗环1031的直径由上向下逐渐递减，构成锥形结构，在每两个集料斗环1031之间通过集料斗支撑柱1032连接，使集料斗环1031之间形成有间隙，该间隙是火焰通道，喷枪喷出的火焰从该通道进入到集料斗103，熔化固体铝，锥形集料斗103的设计不会使铝块将铝液通道堵塞，利于铝液流出。

实施例2

其它结构同实施例1，将实施例1中的模铸生产线30设置成并联的两组，可单独工作，也可联合工作，实现连续大批量生产。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：包括一个熔炼炉、一个发泡炉和一个模铸生产线，所述熔炼炉的出液口通过管道连接至发泡炉，所述发泡炉的出液口连接至模铸生产线，铝块在熔炼炉中进行熔炼，熔炼完成后的铝液直接流入发泡炉进行发泡，发泡完成后的铝液流入到成型模中直接浇铸成型，实现边熔化，边发泡，边成型，完成连续生产。

2.根据权利要求1所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述熔炼炉包括一密封式炉体，在所述炉体上部一侧连接有进料闸阀，在所述炉体上部设有一压力阀，所述炉体内部设有一锥形集料斗，所述锥形集料斗底部设有铝液通道，所述炉体底部连接有喷枪，向炉体内送入天燃气与氧气的混合气体，所述铝液通道通过管道连接至发泡炉，熔化后的铝液经铝液通道流入发泡炉，在发泡炉中进行发泡。

3.根据权利要求1所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述发泡炉包括一封闭的发泡炉体，所述发泡炉体的进料端口与熔炼炉的铝液通道上的管道相连，铝液从熔炼炉直接流入发泡炉体，在发泡炉体内进行发泡，在发泡炉体上端分别连接有压力阀、搅拌电机及发泡剂和粘稠剂添加孔，所述电机连接有搅拌桨叶，对发泡炉体内的熔体进行搅拌，在所述发泡炉体上部还连接有加压机，在发泡炉体内压力不够时向内加压；所述发泡炉体底部一侧设有出液口；在所述发泡炉体外部设有炉体保温层，所述炉体保温层与发泡炉体之间设有电加热丝。

4.根据权利要求1所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述模铸生产线包括成型模具和驱动牵引机构，在所述成型模具底部设有滑轮，所述滑轮位于轨道上，能够沿轨道滑行，所述成型模具两端分别连接有伺服电机，对成型模具进行牵引驱动，使其来回运动，在所述成型模具上部位于发泡炉体出液口下方设有一料斗和泡沫熔体刮平板，在所述泡沫熔体刮平板下游设有振动泵，所述振动泵下游设有碾平轧辊，在所述料斗侧壁设有一组高程测位仪，用于感应泡沫熔体的流量及盈亏。

5.根据权利要求3所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述发泡剂添加孔内连接有螺杆，用于将粉末状的发泡剂放入发泡剂添加孔中时，通过该螺杆将发泡剂挤入发泡炉体内，使得发泡炉体内始终保持在一固定压力条件下。

6.根据权利要求2所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述进料闸阀为双闸式结构，铝块由第一道闸阀进入后，关闭第一道闸阀，开启第二道闸阀将铝块放入炉体内。

7.根据权利要求2所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述锥形集料斗由多个集料斗环相互叠加构成，所述集料斗环的直径由上向下逐渐递减，构成锥形结构，在每两个集料斗环之间通过集料斗支撑柱连接，使集料斗环之间形成有间隙，该间隙是火焰通道，喷枪喷出的火焰从该通道进入到集料斗，熔化固体铝。

8.根据权利要求1所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述的模铸生产线至少设有一组。

9.根据权利要求4所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述的高程测位仪设有两组分别位于料斗两边设置，一个测高位，一个测低位，高程测位仪感应数据传输给伺服电机，以便根据料斗中泡沫熔体多少来智能控制牵引模具快慢移动。

10.根据权利要求1所述的泡沫铝连续发泡连续浇铸成型系统，其特征在于：所述成型模具在隧道窑炉中保温运行一段时间后方可出炉，使熔体充分发泡后再冷却。