CN105499523A - 一种金属冶炼用浇铸装置及浇铸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种金属冶炼用浇铸装置，包括用于给液态金属保温的保温炉、将液态金属浇铸给模具的中间抬包、连接在保温炉与中间抬包之间的虹吸管组件以及用于升降保温炉的升降机构，所述虹吸管组件包括虹吸管，用于升降虹吸管的推力机构，以及使虹吸管内外产生压力差的真空系统。

Description

一种金属冶炼用浇铸装置及浇铸方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼用装置，尤其涉及一种金属冶炼用浇铸装置。
背景技术
目前，大多数镁合金生产厂家在对铸锭进行浇铸时基本上采用人工勺取镁液浇铸或电动输液泵连接中间设置浇铸管这样一种装置来输送镁液。人工勺取镁液浇铸，在浇铸过程中引入大量的人为干扰因素影响了整个浇铸工序的连续性与高效性，自动化程度与作业效率都低，而且工人劳动强度大，作业环境恶劣，而且具有一定的危险性。而由浇铸离心泵输液泵直接将镁合金液打入浇铸管来实现自动化浇铸势必要保证实际浇铸过程中电动输液泵的持续运转，浇铸速度难于控制；同时也增大了工厂能源的消耗，加快了电动输液泵自身的损耗。另一方面，镁液中杂质分布存在分层，坩埚上部镁液的铁、溶剂等杂质含量少，至坩埚底部杂质含量递增，电动输液泵始终在靠近保温坩埚底部的位置吸取镁液，铁杂质和溶剂杂质不能进行很好的分离，铸出的镁或镁合金锭中铁杂质含量差别较大，易造成铸锭品质不稳定。
众所周知虹吸现象是由于连通器两端液位的高度差产生的压强差引起液体自行流动的现象，是液体分子间引力与位能差所造成的，液体由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的压力相同时才停止流动。鉴于此，有必要设计一种利用虹吸现象来输送液态金属并实现浇铸冶炼的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够有效合理的利用虹吸现象实现液态金属的输送与浇铸的虹吸输液装置。
为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种金属冶炼用浇铸装置，包括用于给液态金属保温的保温炉、将液态金属浇铸给模具的中间抬包、连接在保温炉与中间抬包之间的虹吸管组件以及用于升降保温炉的升降机构，所述虹吸管组件包括虹吸管，用于升降虹吸管的推力机构，以及使虹吸管内外产生压力差的真空系统。
进一步的，所述虹吸管组件还包括支管，所述支管连接真空系统且所述支管上设有阀门。
进一步的，所述虹吸管组件的支管上还设有接近开关，液态金属沿虹吸管上升到接近阀门时触发接近开关以发出关闭阀门的指令。
进一步的，所述保温炉包括热炉及置于热炉内的坩埚，所述升降机构为剪叉式升降台。
进一步的，所述中间抬包为开口向上的一勺状结构，中间抬包具有一容腔并在该容腔底部设有可便封堵虹吸管的突起部。
本发明要解决的技术问题还包括提供一种能够有效合理的利用虹吸现象实现液态金属浇铸的方法。
为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种金属冶炼用浇铸方法，包括：提供保温炉,用于使金属保持液态的；提供中间抬包，用于将液态金属浇铸给模具的；提供一连接在保温炉与中间抬包之间的虹吸管组件；并提供用于升降保温炉的升降机构；其中，所述虹吸管组件包括虹吸管、用于升降虹吸管的推力机构、使虹吸管内外产生压力差的真空系统、连接虹吸管和真空系统的支管以及安装在支管上的阀门；
首先，推力机构驱动虹吸管下降，使得将虹吸管的一端被中间抬包封堵，另一端埋入保温炉中的金属液面以下；
其次，启动真空系统排空虹吸管中的空气使虹吸管内部产生负压，使液态金属沿虹吸管向上爬升至靠近阀门位置时关闭阀门；
然后，升降机构驱动保温炉上升，推力机构同时驱动虹吸管上升以使虹吸管的一端与中间抬包分离，让液态金属从保温炉中沿虹吸管流动至中间抬包中；保持保温炉中的金属液面高于中间抬包中的金属液面高度；
最后，当中间抬包中的液态金属满足需求时，利用升降机构驱动保温炉下降至保温炉中的金属液面不高于中间抬包中的金属液面高度的位置。
进一步的，所述支管上安装有接近开关，液态金属接近阀门时触动接近开关可传输指令关闭阀门。
进一步的，所述升降机构驱动保温炉上升的幅度大于推力机构驱动虹吸管上升的幅度。
本发明所揭露的金属冶炼用浇铸装置能够有效合理的利用虹吸现象，实现液态金属浇铸的输液工序。与原来的需要电动输液泵的装置相比，该装置节省了能源，减少了生产运行成本和维护成本，也减轻了工人劳动强度，大大提高了生产效率。本装置保证了浇铸杂质含量的稳定，且在浇铸的过程中，没有转液泵的冲击作用保证了液面的平稳。同时，本装置整体密封性能好，从而有效防止了镁合金液的污染与氧化，提高产品合格率的同时也减少了二氧化硫等有害保护气体的使用，改善了作业环境。
附图说明
图1是本发明金属冶炼用浇铸装置的结构示意图。
图2是本发明金属冶炼用浇铸装置浇铸作业时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，一种金属冶炼用浇铸装置1000，可用于镁合金、铝合金等金属冶炼领域，为方便说明，本实施例中采用浇铸镁合金的方式举例说明。所述金属冶炼用浇铸装置1000包括保温炉10、中间抬包20、虹吸管组件3、升降机构40。所述虹吸管组件3包括用于输送液态镁液的虹吸管30，用于控制虹吸管30做升降运动的推力机构301以及可使虹吸管30内部产生负压的真空系统50。所述升降机构40装载所述保温炉10，升降机构40由液压缸401驱动来实现控制保温炉10的上升或者下降。所述保温炉10包括热炉101及热炉101内的坩埚102；所述虹吸管30包括连通坩埚102的进口端(未标号)和靠近中间抬包20的出口端(未标号)。所述中间抬包20为开口向上的一勺形结构，具有一容腔(未标号)并在该容腔底部设有可与虹吸管30配合以便封堵虹吸管30出口端的突起部201。所述虹吸管组件3设有可以带动虹吸管30做升降运动的推力机构301,所述推力机构301可以由步进电机或液压缸驱动。虹吸管30还在水平段处设有支管302，所述支管302连接真空系统50，所述支管302设有接近开关(未图示)和阀门303，用于连通和封闭真空系统50，其中所述接近开关可以由温度传感器或者红外线感应器等构成，用于识别流体状的高温镁液体距离阀门303的距离。
所述热炉101为电阻炉，向坩埚102提供热源，保持坩埚102内镁液最佳浇铸温度700℃-720℃。所述升降机构40优选剪叉式升降台，由液压缸401或涡轮蜗杆机械机构驱动升降或者采用步进电机等其他动力源来驱动升降。浇铸状态时，升降机构40带动所述保温炉10上升，保持虹吸管30的端口(未标号)位于镁液液面之下，坩埚102中镁液液位高度始终高于中间抬包20中镁液的液位高度，虹吸状态持续将坩埚102内镁液转移至中间抬包20。浇铸结束后，升降机构40带动所述保温炉10下降，使虹吸管30位于镁液液面之下下的同时保证坩埚102中镁液液位高度低于抬包20中镁液的液位高度，虹吸状态退出，终止浇铸。
所述中间抬包20设有延伸出来的浇口202，通过浇口202向远离中间抬包的铸锭模具60内浇铸镁液铸锭。优选地，中间抬包20盛装的镁液容量可满足一次浇铸铸锭所需的量。
本发明同时揭露一种镁合金虹吸浇铸输液装置的使用方法：经熔炼好的镁液转入保温炉10静置以使铁和溶剂等杂质沉淀于坩埚底部，浇铸时，启用推力机构301推动虹吸管30下移，此时连通中间抬包20的虹吸管30的出口端紧压于中间抬包20上的突起部201，达到密闭虹吸管30出口端的目的，连通坩埚102端的虹吸管30的入口端浸没于坩埚102内的镁液中，优选地，虹吸管30侵入镁液液面以下200-300mm为最佳，此时镁液纯度较好。保持支管302连通真空系统50，启动真空系统50能使虹吸管30内形成负压，镁液被吸入虹吸管30中，当接近开关探测到镁液接近阀门303时，接近开关发出指令将阀门303关闭。升降机构40带动所述保温炉10上升的过程中，推力机构301推动虹吸管30上升，其中，所述升降机构40驱动保温炉10上升的幅度大于推力机构301驱动虹吸管30上升的幅度。虹吸管30上升使得中间抬包20上的突起部201与虹吸管30的出口端分离，镁液经虹吸管30进入中间抬包20，中间抬包20收集足够的镁液后倾倒于铸锭模具60内浇铸铸锭。上述过程中，所述升降机构40带动保温炉10上升，保持虹吸管30的进口端位于镁液液面之下，并且使得坩埚102中镁液液位高度始终高于抬包20中镁液的液位高度。
浇铸结束后，升降机构40带动所述保温炉10下降，使坩埚102中镁液液面高度低于抬包20中镁液的液面高度，虹吸状态停止，终止浇铸。

Claims (8)

1.一种金属冶炼用浇铸装置，包括用于给液态金属保温的保温炉、将液态金属浇铸给模具的中间抬包、连接在保温炉与中间抬包之间的虹吸管组件以及用于升降保温炉的升降机构，其特征在于，所述虹吸管组件包括虹吸管，用于升降虹吸管的推力机构，以及使虹吸管内外产生压力差的真空系统。
2.如权利要求1所述的金属冶炼用浇铸装置，其特征在于：所述虹吸管组件还包括支管，所述支管连接真空系统且所述支管上设有阀门。
3.如权利要求2所述的金属冶炼用浇铸装置，其特征在于：所述虹吸管组件的支管上还设有接近开关，液态金属沿虹吸管上升到接近阀门时触发接近开关以发出关闭阀门的指令。
4.如权利要求1所述的金属冶炼用浇铸装置，其特征在于：所述保温炉包括热炉及置于热炉内的坩埚，所述升降机构为剪叉式升降台。
5.如权利要求1所述的金属冶炼用浇铸装置，其特征在于：所述中间抬包为开口向上的一勺状结构，中间抬包具有一容腔并在该容腔底部设有可便封堵虹吸管的突起部。
6.一种金属冶炼用浇铸方法，包括：
提供保温炉,用于使金属保持液态；提供中间抬包，用于将液态金属浇铸给模具；提供一连接在保温炉与中间抬包之间的虹吸管组件；并提供用于升降保温炉的升降机构；其中，所述虹吸管组件包括虹吸管、用于升降虹吸管的推力机构、使虹吸管内外产生压力差的真空系统、连接虹吸管和真空系统的支管以及安装在支管上的阀门；
首先，推力机构驱动虹吸管下降，使得将虹吸管的一端被中间抬包封堵，另一端埋入保温炉中的金属液面以下；
其次，启动真空系统排空虹吸管中的空气使虹吸管内部产生负压，使液态金属沿虹吸管向上爬升至靠近阀门位置时关闭阀门；
然后，升降机构驱动保温炉上升，推力机构同时驱动虹吸管上升以使虹吸管的一端与中间抬包分离，让液态金属从保温炉中沿虹吸管流动至中间抬包中；保持保温炉中的金属液面高于中间抬包中的金属液面高度；
最后，当中间抬包中的液态金属满足需求时，利用升降机构驱动保温炉下降至保温炉中的金属液面不高于中间抬包中的金属液面高度的位置。
7.如权利要求6所述的浇铸方法，其特征在于，所述支管上安装有接近开关，液态金属接近阀门时触动接近开关可传输指令关闭阀门。
8.如权利要求6所述的浇铸方法，其特征在于，所述升降机构驱动保温炉上升的幅度大于推力机构驱动虹吸管上升的幅度。
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