CN106563787A - 负压上吸浇注装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负压上吸浇注装置，供至少一铸模成型至少一铸件，其中，一具有吸管的平板盖合于熔解炉的顶端，熔解炉内盛装熔融的钢液，吸管的底端伸入钢液中；该铸模放置于平板上，铸模内设有连通的至少一模穴及一流路系统，模穴与流路系统之间设有进水口，铸模上形成连通模穴的空气通道，且铸模的流路系统与吸管的顶端连通，而铸模及平板的上方盖合一罩体，罩体连接抽气装置，供抽取罩体内的空气，使罩体及模穴内的空气压力降低，以凭借罩体内所形成的负压，将熔解炉内的钢液经由吸管及流路系统吸入模穴内，经冷却以形成铸件。

Description

负压上吸浇注装置

技术领域

本发明涉及一种浇注方法，尤指一种利用负压将钢液上吸进入铸模内以形成铸件的负压上吸浇注装置。

背景技术

请参阅图5所示，现有钢铁铸造工厂的重力浇注方法，主要以熔解炉将钢材熔融至1450～1700℃之后，将高温的钢液盛装于铁桶d内，再将钢液倾倒浇注于预先制作的铸模a内，让钢液凭借重力作用，通过流路系统b的浇池b1、竖浇道b2及流道b3，而由进水口(gate)b4流进模穴c内，待钢液冷却凝固后自铸模a中取出，经适当的清理与加工，即可取得所需的铸件。

上述浇注装置的浇注方法大都使用在钢鐡的铸造。然而，基于铸造成本及铸件品质的考量，其具有以下缺点：

1.针对肉厚约在3.5mm以下的铸件而言，以重力作用将钢液浇进砂模内时，钢液需要经过流路系统。而由于模穴内空气的阻挡，钢液的流速不会太快，且肉厚愈薄流速愈慢，流路愈长将使得钢液愈快冷却，因此，若是钢液的温度不高、流动性不足，将使得铸件薄肉成型困难，不容易铸造出优良的产品。

2.当熔解温度增加达到1700℃，甚至于更高的温度之后，虽然可以增加钢液流动性，以成型薄肉的铸件，但在熔解温度增加之后，不但会增加耗电量，且会大幅缩短熔解炉的耐火材料的寿命，让耐火材料的更换频率增加，如此一来，将增加耐火材料更换成本及因更换停工所造成的产能下降。再者，当钢液熔解温度超过1700℃时，熔解炉内的耐火材料会熔入钢液内，造成钢液内含氧化物杂质增加，而影响钢材铸件的纯度及机械性能。

3.在浇注过程中，钢液需要充满包括浇池、竖浇道及流道等流路系统，才能流进模穴内，而此流路系统内的钢液会与模穴内的钢液同时冷却凝固。钢液留存在流路系统内而多耗钢液，使铸件与总浇注钢液的比例(也即步留率)无法有效提升，而步留率无法有效提升，即无法节省钢液，无法有效节省能源，降低生产成本。

发明内容

有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。

本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注装置，俾能解决现有钢液的温度不高时，肉薄的铸件成型困难的问题，以满足铸件薄肉化的产品使用要求。

本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注装置，俾能解决现有钢液熔解温度过高的缺点，以降低耗电量、减少耐火材料耗损及更换频率、提高铸件纯度、机械性能，并可降低生产成本。

本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注装置，俾能解决现有过多的钢液停留在流路系统内，而使步留率无法提升的问题，以节省回收钢液再制的成本，并有效提高产量。

本发明的一目的在提供一种负压上吸浇注装置，俾能解决现有浇注方法必须以铁桶进行浇注的缺点，无需再使用铁桶及相关的设备，以降低生产成本。

为达上述发明的目的，本发明所设的负压上吸浇注装置供至少一铸模成型至少一铸件，铸模内设有连通的至少一模穴及一流路系统，模穴与流路系统之间设有进水口，其主要的技术特点在于一具有吸管的平板盖合于一熔解炉的顶端，熔解炉供盛装熔融的钢液，吸管的底端伸入钢液中；铸模放置于平板上，铸模上形成连通模穴的空气通道，铸模的流路系统与吸管的顶端连通；以及铸模及平板的上方盖合一罩体，罩体连接抽气装置，供抽取罩体内的空气。

实施时，该铸模是砂模，铸模上的空气通道是砂模的各砂粒的间隙。

实施时，铸模的内部具有一连接管，连接管的上下两端分别与铸模的流路系统与吸管的顶端连通。

实施时，该熔解炉是以一线圈加热的熔解炉。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，使铸件的肉厚缩减2.5mm以下，因此，针对有特殊需求的产品而言，能因铸件的薄肉化而满足使用的要求。

2、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，纵然钢液的温度介于1500～1600℃之间，仍可在流路系统内顺畅的流动，因此，经由钢液熔解温度的降低，不但可以降低耗电量以节省能源，可以减少耐火材料耗损而熔入钢液内，以提高铸件纯度及机械性能，且可以减少熔解炉耐火材料的更换频率以降低生产成本。

3、本发明在浇注完成之后，让尚未凝固的钢液逆流回熔解炉内，以提供下一次浇注使用，因此，能有效提升步留率，不但能节省回收再制的成本，且能提高产量。

4、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，且铸模的内部具有直立的连接管，连接管的上端与铸模的流路系统连通，因此，可以减少钢液的熔解温度，并使用较短的流路系统，当尚未凝固的钢液逆流回熔解炉内时，不会有杂质混合在钢液内，以避免杂质对钢材铸件的机械性能造成影响。

5、本发明的熔解炉是线圈加热的熔解炉，可以直接提供熔解的钢液，让吸管吸取以成型铸件，因此，无需再使用铁桶及相关的设备，而可降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例的元件分解图。

图2是本发明的较佳实施例的组合剖面示意图。

图3是本发明的较佳实施例在形成负压时的使用状态图。

图4是本发明的较佳实施例的钢液逆流回熔解炉的使用状态图。

图5是现有浇注装置将钢液浇注于铸模内的使用状态示意图。

附图标记说明：负压上吸浇注装置1；铸模2；空气通道21；模穴22；流路系统23；进水口24；连接管25；熔解炉3；线圈31；钢液32；平板4；吸管41；罩体5；抽气装置6；抽气管61；铸模a；流路系统b；浇池b1；竖浇道b2；流道b3；进水口b4；模穴c；铁桶d。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，其为本发明负压上吸浇注装置1的较佳实施例，供至少一铸模2成型至少一铸件，该负压上吸浇注装置1包括一铸模2、一熔解炉3、一平板4、一罩体5以及一抽气装置6。

该铸模2是砂模，砂模各砂粒的间隙做为铸模2的空气通道21，供产生透气作用。铸模2内设有连通的二个模穴22及一流路系统23，任一模穴22与流路系统23之间设有一进水口24，实施时，该模穴22也可为一个或二个以上，以成型一个或二个以上铸件。铸模2的内部设有一直立的连接管25，连接管25的上端与铸模2的流路系统23连通。

该熔解炉3的顶端形成开口，熔解炉3的外周缘圈绕线圈31，以在线圈31加热之后，控制熔解炉3内熔融的钢液32温度，使钢液32的熔融温度控制在介于1500～1600℃之间。而该平板4盖合于熔解炉3的顶端开口上以封闭该开口，该平板4具有一上下贯穿的中空吸管41，吸管41垂直贯穿平板4的板面，且吸管41的顶端开口与平板4的顶面概略在同一水平面上。当铸模2放置于平板4的顶面上时，吸管41的顶端与连接管25的下端对接呈连通状态，而吸管41的底端伸入钢液32中。

该罩体5是底面形成开口的中空容器，罩体5盖合于铸模2及平板4的上方，使铸模2容纳于平板4顶面与罩体5的内壁之间。另，罩体5的顶端连接一抽气管61的一端，抽气管61的另一端连接一真空泵，该真空泵做为抽气装置6。

如此，如图3所示，当以抽气装置6抽取罩体5内的空气时，由于铸模2的透气性，即可使罩体5及模穴22内的空气压力降低，让罩体5内的空气压力与模穴22、流路系统23及连接管25、吸管41内的空气压力相同，以利用负压抽取熔解炉3内的高温钢液32，使钢液32经由吸管41向上流动，再经由流路系统23流入模穴22内。

如图4所示，当钢液32流入模穴22内之后，系先静置一段时间，并在模穴22内的钢液32尚未完全凝固，而流路系统23与模穴22之间的进水口24已凝固时，解除罩体5内的空气负压状态，使流路系统23中尚未凝固的钢液32向下逆流回熔解炉3内。而当钢液32完全逆流回熔解炉3内之后，将罩体5移开，并让铸模2与平板4分离，使铸模2内的钢液32继续冷却，再重新放置新的铸模2于平板4上时，则可以再次进行浇注作业。

因此，本发明具有以下的优点：

1、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，使铸件的肉厚缩减2.5mm以下，因此，针对有特殊需求的产品而言，能因铸件的薄肉化而满足使用的要求。

2、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，纵然钢液的温度介于1500～1600℃之间，仍可在流路系统内顺畅的流动，因此，经由钢液熔解温度的降低，不但可以降低耗电量以节省能源，可以减少耐火材料耗损而熔入钢液内，以提高铸件纯度及机械性能，且可以减少熔解炉耐火材料的更换频率以降低生产成本。

3、本发明在浇注完成之后，让尚未凝固的钢液逆流回熔解炉内，以提供下一次浇注使用，因此，能有效提升步留率，不但能节省回收再制的成本，且能提高产量。

4、本发明以负压上吸的方式将钢液吸入模穴内，且铸模的内部具有直立的连接管，连接管的上端与铸模的流路系统连通，因此，可以减少钢液的熔解温度，并使用较短的流路系统，当尚未凝固的钢液逆流回熔解炉内时，不会有杂质混合在钢液内，以避免杂质对钢材铸件的机械性能造成影响。

5、本发明的熔解炉是线圈加热的熔解炉，可以直接提供熔解的钢液，让吸管吸取以成型铸件，因此，无需再使用铁桶及相关的设备，而可降低生产成本。

综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种不仅能使铸件薄肉化、降低生产成本、提高产量，且可确保铸件品质的负压上吸浇注装置，极具产业上利用的价值，爰依法提出发明专利申请。

Claims (4)

1.一种负压上吸浇注装置，供至少一铸模成型至少一铸件，该铸模内设有连通的至少一模穴及一流路系统，该模穴与该流路系统之间设有一进水口，其特征在于：

一具有吸管的平板盖合于一熔解炉的顶端，该熔解炉供盛装熔融的钢液，该吸管的底端伸入该钢液中；

该铸模放置于该平板上，该铸模上形成连通该模穴的一空气通道，该铸模的流路系统与该吸管的顶端连通；以及

该铸模及该平板的上方盖合一罩体，该罩体连接一抽气装置，供抽取该罩体内的空气。

2.根据权利要求1所述的负压上吸浇注装置，其特征在于，该铸模是砂模，该铸模上的空气通道是砂模的各砂粒的间隙。

3.如申请专利范围第1或2项所述的负压上吸浇注装置，其特征在于，该铸模的内部具有一连接管，该连接管的上下两端分别与该铸模的流路系统与该吸管的顶端连通。

4.根据权利要求1所述的负压上吸浇注装置，其特征在于，该熔解炉是以一线圈加热的熔解炉。