CN105149552A - 分体式熔铸一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式熔铸一体化设备，它包括：熔炼罐，所述熔炼罐内设置有熔炼用坩埚；铸造罐，所述铸造罐内设置有可放置铸型的铸造笼；下漏浇道，所述下漏浇道的进口端伸入熔炼罐中与熔炼用坩埚的出口相连接，所述下漏浇道的出口端与铸造罐的进口对接，并且下漏浇道的出口端位于铸造笼的上方。本发明不仅能够将金属熔炼和浇注成形分开在两个空间完成，实现熔铸一体化，有效提高铸造成形能力和铸件质量，而且能够避免熔炼和浇注产生的废气混合而降低铝液净化效果，实现清洁化、无害化铸造生产。

Description

分体式熔铸一体化设备

技术领域

本发明涉及一种分体式熔铸一体化设备，属于冶金技术领域。

背景技术

目前，现有的真空熔铸一体化设备中，主要以低压铸造设备和整罐式真空熔铸一体化设备为主。低压铸造设备利用上下压强差驱动金属液体由下而上充型，充型平稳，但充型速度较慢，充型和补缩能力不能达到铸造高质量薄壁铸件的要求。整罐式真空熔铸一体化设备是将金属熔炼装置和铸型放置在同一罐体中，在同一罐体中实现熔炼和浇注成型，其方便了系统抽真空和充入惰性保护气体，但充型速度不能得到有效控制，熔炼和浇注过程相互干扰影响了铸件质量，同时也不方便熔炼时进行精炼处理，不能进行连续多次浇注生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种分体式熔铸一体化设备，它不仅能够将金属熔炼和浇注成形分开在两个空间完成，实现熔铸一体化，有效提高铸造成形能力和铸件质量，而且能够避免熔炼和浇注产生的废气混合而降低铝液净化效果，实现清洁化、无害化铸造生产。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种分体式熔铸一体化设备，它包括：

熔炼罐，所述熔炼罐内设置有熔炼用坩埚；

铸造罐，所述铸造罐内设置有可放置铸型的铸造笼；

下漏浇道，所述下漏浇道的进口端伸入熔炼罐中与熔炼用坩埚的出口相连接，所述下漏浇道的出口端与铸造罐的进口对接，并且下漏浇道的出口端位于铸造笼的上方。

进一步为了实现连续多次浇注，分体式熔铸一体化设备还包括机架和导向轨道，所述铸造罐设置有多个，并且多个铸造罐安装在导向轨道上，所述机架的上部用于安装熔炼罐，机架的下部用于安装铸造罐，所述机架的下部设置有铸造罐顶升组件，当铸造罐在导向轨道上移动到位时，所述铸造罐顶升组件用于顶升移动到位的铸造罐，从而使下漏浇道的出口端与铸造罐的进口对接。

进一步为了实现铸造罐的行走，所述铸造罐的底部安装有多个轮子，所述铸造罐通过多个轮子安装在导向轨道上，并且铸造罐的其中一个轮子上安装有用于驱动轮子在导向轨道上滚动的驱动电机。

进一步为了更好地提高铸造成型能力和铸件质量，分体式熔铸一体化设备还包括抽真空系统和/或惰性气体保护系统，所述抽真空系统的抽真空进口分别与熔炼罐和铸造罐的抽真空出口相连通，所述惰性气体保护系统的惰性气体出口分别与熔炼罐和铸造罐的惰性气体进口相连通。

进一步，所述熔炼罐内安装有下漏控制系统，所述下漏控制系统具有封堵石墨棒和石墨棒升降组件，石墨棒升降组件与封堵石墨棒相连接，以便石墨棒升降组件驱动封堵石墨棒上下升降，从而打开或封堵住下漏浇道。

进一步为了实现浇注的自动控制，铸造罐内安装有红外线测量仪，红外线测量仪的信号输出端与下漏控制系统的控制输入端相连接，所述红外线测量仪用于测量铸造罐内浇注液体金属的高度信号，所述下漏控制系统根据该高度信号控制石墨棒升降组件的动作。

进一步，熔炼罐内还设置有熔炼用加热线圈，所述熔炼用加热线圈设置在熔炼用坩埚的外围。

进一步，熔炼罐主要由可掀开式盖体和罐体组成，可掀开式盖体盖合在罐体的顶端。

进一步，熔炼罐的可掀开式盖体上设置有观察窗和/或合金加料机构和/或搅拌机构。

进一步，铸造罐和/或熔炼罐采用水冷双重壁结构。

采用了上述技术方案后，本发明将熔炼罐和铸造罐分开，使熔炼和凝固过程分别处于两个相互独立的密闭空间，可在惰性气体的保护下熔炼和浇注成形，熔炼时可以通过观察窗观察金属熔炼状态，通过合金元素加料机构添加各种合金元素，从而改善金属性能，通过搅拌机构搅拌，使合金元素分布更均匀，有利于进一步净化液体金属，熔炼完成后，通过下漏控制系统使液体金属沿下漏浇道流入安装在铸造罐内的铸型中，通过红外线测量仪实现定量浇注，完成浇注成形。当凝固完成后铸造罐可下落并沿轨道移动，与熔炼罐分离，同时将下一个铸造罐移入并对接，实现连续多次浇注。

附图说明

图1为本发明的分体式熔铸一体化设备的处于对接状态的结构示意图；

图2为本发明的分体式熔铸一体化设备的处于分离状态的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示，一种分体式熔铸一体化设备，它包括：

熔炼罐4，熔炼罐4内设置有熔炼用坩埚6；

铸造罐7，铸造罐7内设置有可放置铸型的铸造笼15；

下漏浇道14，下漏浇道14的进口端伸入熔炼罐4中与熔炼用坩埚6的出口相连接，所述下漏浇道14的出口端与铸造罐7的进口对接，并且下漏浇道14的出口端位于铸造笼15的上方；下漏浇道14与熔炼罐4下端开口之间封闭。

如图1、2所示，分体式熔铸一体化设备还包括机架3和导向轨道18，铸造罐7设置有多个，并且多个铸造罐7安装在导向轨道18上，机架3的上部用于安装熔炼罐4，机架3的下部用于安装铸造罐7，所述机架3的下部设置有铸造罐顶升组件25，当铸造罐7在导向轨道18上移动到位时，所述铸造罐顶升组件25用于顶升移动到位的铸造罐7，从而使下漏浇道14的出口端与铸造罐7的进口对接。机架3由四根立柱构成。

如图1、2所示，铸造罐7的底部安装有多个轮子19，铸造罐7通过多个轮子19安装在导向轨道18上，并且铸造罐7的其中一个轮子19上安装有用于驱动轮子19在导向轨道18上滚动的驱动电机20。铸造罐7上部为铸造罐可掀开式盖体8，铸造罐可掀开式盖体8可在第一气缸23的驱动下打开和关闭铸造罐7上还设置有排气通孔26，排气通孔26用于收集浇注过程中铸型挥发的气体。

如图1所示，分体式熔铸一体化设备还包括抽真空系统16和/或惰性气体保护系统17，所述抽真空系统16的抽真空进口分别与熔炼罐4和铸造罐7的抽真空出口相连通，所述惰性气体保护系统17的惰性气体出口分别与熔炼罐4和铸造罐7的惰性气体进口相连通。

如图1所示，熔炼罐7内安装有下漏控制系统9，下漏控制系统9具有封堵石墨棒和石墨棒升降组件，石墨棒升降组件与封堵石墨棒相连接，以便石墨棒升降组件驱动封堵石墨棒上下升降，从而打开或封堵住下漏浇道14。

如图2所示，铸造罐7内安装有红外线测量仪24，红外线测量仪24的信号输出端与下漏控制系统9的控制输入端相连接，红外线测量仪24用于测量铸造罐7内浇注液体金属的高度信号，下漏控制系统9根据该高度信号控制石墨棒升降组件的动作。

如图1所示，熔炼罐4内还设置有熔炼用加热线圈10，熔炼用加热线圈10设置在熔炼用坩埚6的外围。

如图1所示，熔炼罐4主要由可掀开式盖体5和罐体组成，可掀开式盖体5盖合在罐体的顶端。可掀开式盖体5可在第二气缸22的驱动下打开和关闭。

如图1所示，熔炼罐4的可掀开式盖体5上设置有观察窗11和/或合金加料机构12和/或搅拌机构13。

铸造罐7和/或熔炼罐4采用水冷双重壁结构。

本发明中，可掀开式盖体5打开和关闭、铸造罐可掀开式盖体8打开和关闭、铸造罐7向上对接均通过压缩气体驱动。

本发明中，可掀开式盖体5、熔炼用加热线圈10、搅拌机构13、下漏控制系统9、铸造罐7、铸造罐可掀开式盖体8、驱动电机20、红外线测量仪24、限位板27的控制通过导线2与电源装置1相连接，电源装置1上设置有人工智能控制仪表21，实现金属熔炼过程的精确控制，提高液体金属的纯度和合金成分的均匀性，能够精确控制各罐体内压惰性气体的压强和浇注充型量，同时还能控制可掀开式盖体5、铸造罐7、铸造罐可掀开式盖体8的运动，使整个熔炼和浇注过程实现自动化并通过传感器实时监控各部件的运行状态。

首先打开设备水循环系统，将熔炼用坩埚6预热至150℃，在熔炼用坩埚6内刷一层ZnO涂料，待涂料干燥后装入待熔炼的纯铝，同时将适量中间稀土合金Al-5Ti-1B-0.5RE装入合金加料机构12中，关闭可掀开式盖体5。将预先处理好的模具和浇口杯安装于铸造罐7内的铸造笼15中，调整浇口杯位置使浇口位于铸造罐可掀开式盖体8开口中心，调整红外线位置测量仪24对准浇口杯中铝液的测量高度，关闭铸造罐可掀开式盖体8。将铸造罐7沿轨道移入并通过铸造罐顶升组件25使铸造罐7与熔炼罐4对接。利用抽真空系统16将熔炼罐4和铸造罐7内压强抽至绝对压强20Pa，再利用惰性气体保护系统17充入氩气，使熔炼罐4和铸造罐7内的压强升至0.01MPa。加热熔炼用坩埚6熔炼铝块，加热至炉体温度为720℃并保温，待铝块熔化后，转动合金加料机构12，将中间稀土合金Al-5Ti-1B-0.5RE投入熔炼用坩埚6中，待熔化后启动搅拌机构13搅拌液体金属，将加入的合金元素搅拌均匀。将炉体温度在700℃下保温15min，然后开始浇注，通过下漏控制系统9升起熔炼用坩埚6中间的石墨棒，同时给熔炼罐4充入惰性气体，液体金属在重力和气体压强的驱动下沿下漏浇道14流入铸造罐7并充入铸型中。当红外线位置测量仪24检测到铝液位置，并将信号传输给下漏控制系统9，停止浇注。最后落下并移出铸造罐7，取出模具和铸件。同时移入另一铸造罐7，并与熔炼罐4对接，对铸造罐7进行抽真空并充入氩气至压强为0.01MPa，然后开始第二次浇注。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分体式熔铸一体化设备，其特征在于，它包括：

熔炼罐（4），所述熔炼罐（4）内设置有熔炼用坩埚（6）；

铸造罐（7），所述铸造罐（7）内设置有可放置铸型的铸造笼（15）；

下漏浇道（14），所述下漏浇道（14）的进口端伸入熔炼罐（4）中与熔炼用坩埚（6）的出口相连接，所述下漏浇道（14）的出口端与铸造罐（7）的进口对接，并且下漏浇道（14）的出口端位于铸造笼（15）的上方。

2.根据权利要求1所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：还包括机架（3）和导向轨道（18），所述铸造罐（7）设置有多个，并且多个铸造罐（7）安装在导向轨道（18）上，所述机架（3）的上部用于安装熔炼罐（4），机架（3）的下部用于安装铸造罐（7），所述机架（3）的下部设置有铸造罐顶升组件（25），当铸造罐（7）在导向轨道（18）上移动到位时，所述铸造罐顶升组件（25）用于顶升移动到位的铸造罐（7），从而使下漏浇道（14）的出口端与铸造罐（7）的进口对接。

3.根据权利要求2所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述铸造罐（7）的底部安装有多个轮子（19），所述铸造罐（7）通过多个轮子（19）安装在导向轨道（18）上，并且铸造罐（7）的其中一个轮子（19）上安装有用于驱动轮子（19）在导向轨道（18）上滚动的驱动电机（20）。

4.根据权利要求1所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：还包括抽真空系统（16）和/或惰性气体保护系统（17），所述抽真空系统（16）的抽真空进口分别与熔炼罐（4）和铸造罐（7）的抽真空出口相连通，所述惰性气体保护系统（17）的惰性气体出口分别与熔炼罐（4）和铸造罐（7）的惰性气体进口相连通。

5.根据权利要求1所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述熔炼罐（7）内安装有下漏控制系统（9），所述下漏控制系统（9）具有封堵石墨棒和石墨棒升降组件，石墨棒升降组件与封堵石墨棒相连接，以便石墨棒升降组件驱动封堵石墨棒上下升降，从而打开或封堵住下漏浇道（14）。

6.根据权利要求5所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述的铸造罐（7）内安装有红外线测量仪（24），红外线测量仪（24）的信号输出端与下漏控制系统（9）的控制输入端相连接，所述红外线测量仪（24）用于测量铸造罐（7）内浇注液体金属的高度信号，所述下漏控制系统（9）根据该高度信号控制石墨棒升降组件的动作。

7.根据权利要求1所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述熔炼罐（4）内还设置有熔炼用加热线圈（10），所述熔炼用加热线圈（10）设置在熔炼用坩埚（6）的外围。

8.根据权利要求1所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述熔炼罐（4）主要由可掀开式盖体（5）和罐体组成，可掀开式盖体（5）盖合在罐体的顶端。

9.根据权利要求8所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述熔炼罐（4）的可掀开式盖体（5）上设置有观察窗（11）和/或合金加料机构（12）和/或搅拌机构（13）。

10.根据权利要求1所述的分体式熔铸一体化设备，其特征在于：所述铸造罐（7）和/或熔炼罐（4）采用水冷双重壁结构。