CN107442755B - 合金半连续真空铸造系统及其铸造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种合金半连续真空铸造系统及其铸造方法，其包含腔体、石墨环、结晶器、转接板、控制装置与真空泵。腔体具有容置合金液的腔室。石墨环环设于腔体。结晶器设置于石墨环的外侧。转接板设置于结晶器与石墨环之上，其中合金液容置于腔室内时，合金液、转接板底面与石墨环内侧围成环形密闭空间。控制装置具有控制器、真空度传感器与液位传感器，控制器分别电性连接于真空度传感器与液位传感器，而真空度传感器与液位传感器感测环形密闭空间，真空泵具有管路穿设转接板，而连通于环形密闭空间。

Description

合金半连续真空铸造系统及其铸造方法

技术领域

本申请涉及一种合金铸造，尤其涉及一种合金半连续真空铸造系统及其铸造方法。

背景技术

目前通常使用的铝合金半连续铸造结晶器，结晶器的石墨环都是完全浸在铝液中，石墨环的高度是结晶器生产时就已经设计好的，在生产时是无法改变高度的。结晶器的石墨环是铸造过程一次冷却关键部位，铝液和石墨环接触的有效冷却高度，行业中称为铸模单冷距离(以下简称MAL)，而MAL高度是铸造质量最核心参数。因为不同牌号的铝合金固相线不同，所以凝固温度也不同，所需要的MAL的高度不同。即使同一合金在不同速度下铸造所需要的MAL高度也不一样。在实际生产中，铸造不同牌号的合金就要配备不同高度石墨环的铸造模盘，成本很高，且更换铸造模盘麻烦。有鉴于上述原因，研发一种可以在线自动调节铝液和石墨环高度的装置，是目前行业急迫需要解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题为无法通过习知半连续真空铸造解决。习知的半连续真空铸造的装置与方法无法解决铸造不同合金需要配备不同高度石墨环的铸造模盘，且就算同一合金在不同铸造速度也需要配备不同高度石墨环的铸造模盘等等缺点。

为了解决上述问题，本申请提供一种合金半连续真空铸造系统，其特征在于，其包含腔体、石墨环、结晶器、转接板、控制装置与真空泵。腔体具有容置合金液的腔室，石墨环环设于所属腔体，并所述石墨环内侧连通于所述腔室，结晶器设置于所述石墨环的外侧，转接板设置于所述结晶器与所述石墨环上，其中于腔室内容置所述合金液时，所述合金液、所述转接板底面与所述石墨环内侧围成环形密闭空间。控制装置具有控制器、真空度传感器与液位传感器，所述控制器分别电性连接于所述真空度传感器与所述液位传感器，而所述真空度传感器与所述液位传感器感测所述环形密闭空间，所述真空泵电性连接于所述控制器，所述真空泵具有管路穿设所述转接板，而连通于所述环形密闭空间。

另外，本申请提供一种合金半连续真空铸造方法，其特征在于，其步骤包括：将合金液置入所述腔体的所述腔室中。感测所述腔室的所述合金液的液位高度以及所述腔室的环形密闭空间中的第一真空度。依据设定值并以所述液位高度计算出所述环形密闭空间内的第二真空度。以及抽取所述环形密闭空间内的空气，进而将所述第一真空度调整至所述第二真空度，以达到改变所述液位高度。

根据本申请的一实施方式，上述的于感测所述腔室的所述合金液的液位高度的步骤中，其中所述液位高度为合金液的液态状与合金液凝固后的固态状间的交界。

根据本申请的一实施方式，上述的于依据设定值并以所述液位高度计算出所述环形密闭空间内的第二真空度的步骤中，所述设定值为依据所述合金液的种类与铸造速度进行设定的相应铸模单冷距离。

根据本申请的一实施方式，上述的所述铸模单冷距离为所述合金液的液位高度和所述石墨环接触的有效冷却高度。

通过此种为本申请的结对于习知铸造方式有很大的改变。本申请的结晶系统能够自动调整合金熔液和石墨环的高度位置，以配合不同合金的铸造或同一合金于不同速度进行铸造。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的合金半连续真空铸造系统的示意图；

图2为本申请的控制装置与真空泵连接关系示意图；以及

图3为本申请的合金半连续真空铸造方法的流程图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示的。

请参阅图1与图2，其为本申请的合金半连续真空铸造系统的示意图以及控制装置与真空泵示意图。如图所示，本申请提供一种合金半连续真空铸造系统1，铸造系统自动调整合金液和石墨环13的高度位置，如此以配合合金的铸造流程。于本实施方式中，合金半连续真空铸造系统1包含腔体11、石墨环13、结晶器15、转接板17、控制装置19与真空泵21。控制装置19更包含控制器191、真空度传感器193与液位传感器195。

承上所述，腔体11具有容置合金液A的腔室110，其中腔室110内已有部分合金液A已变成凝固的合金铸锭B。石墨环13环设于腔体11，石墨环13内侧连通于腔室110。结晶器15设置于石墨环13的外侧。转接板17设置于结晶器15与石墨环13上，其中合金液A容置于腔室110内时，合金液A、转接板17底面与石墨环13内侧围成环形密闭空间P。控制装置19与真空泵21位于腔体11一侧。

控制器191分别电性连接于真空度传感器193、液位传感器195与真空泵21，而真空度传感器193与液位传感器195感测环形密闭空间P，真空泵21具有管路211穿设转接板17，而连通于环形密闭空间P。

请一并参阅图3，其为本申请的合金半连续真空铸造方法的流程图。如图所示，于本实施方式中，于步骤S1中，将合金液A置入于腔体11的腔室110中，以准备进行冷却铸锭。

于步骤S3中，控制装置19的真空度传感器193与液位传感器195对于腔室110内进行感测，于本实施方式中，真空度传感器193感测环形密闭空间P内的气体稀薄程度，而得到目前的真空度(此称为第一真空度)。液位传感器195感测合金液A的液位高度，其中液位高度为合金液A的液态状与合金液A凝固后的固态状间的交界。再者，合金液A的液位高度和石墨环13接触的有效冷却高度，此高度被称作为铸模单冷距离H，简称MAL，而为是铸造品质最核心参数。因为不同的合金的固相线不同，所以凝固温度也不同，所需要的铸模单冷距离H也不同。即使同一合金在不同速度的铸造下，也会需要不同的铸模单冷距离H。

于步骤S5中，根据步骤S3所得到的合金液A的液位高度与真空度数值传递给控制器191。控制器191在根据先前设定的设定值与当前感测出的合金液A的液位高度与真空度数值进行比对，其中先前的设定值为铸造前依据此合金的种类与铸造速度进行设定相应铸模单冷距离H。控制器191再根据设定值的合金液A的液位高度比对量测出的合金液A的液位高度的差值，进而计算出需求环形密闭空间P所需要的真空度(此称作第二真空度)的差异。如此藉由改变环形密闭空间P的真空度去调整合金液A的液位高度。

于步骤S7中，控制器191泵启动真空泵21。真空泵21透过管路211抽取环形密闭空间P内的空气，当真空度传感器193感侧到环形密闭空间P内的真空度由第一真空度改变至第二真空度，就停止真空泵21的运作。如此合金液A的液位高度也会随着真空度的改变而随之变化，进而调整至所需要的铸模单冷距离H。其中控制器191内可预先设定好不同合金或合金于不同铸造速度下的合金所需要的铸模单冷距离H。控制器191可自动控制与调整合金所需要的铸模单冷距离H。

本实施方式是针对于习知半连续真空铸造的装置与方法无法解决铸造不同合金需要配备不同高度石墨环的铸造模盘，且就算同一合金在不同铸造速度也需要配备不同高度石墨环的铸造模盘等等缺点。故，本实施方式提供一种合金半连续真空铸造系统及其铸造方法，其主要透过控制装置内的控制器启动真空泵，真空泵可改变于环形密闭空间内的真空度，可自动控制合金熔液的液位高度，进而调整对于合金熔液的液位高度与石墨环的接触的有效高度，即铸模单冷距离。其中控制器内可预先设定好不同合金或合金于不同铸造速度下的合金所需要的铸模单冷距离H，故，不同合金或同一合金在不同铸造速度下皆可于此铸造系统进行铸造。又，铸造系统自动控制铸模单冷距离可大幅提高铸造表面质量，且降低需铸造不同合金或或同一合金在不同铸造速度下许要更换铸造系统的生产成本，更进一步减少换铸造系统的时间。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种合金半连续真空铸造系统，其特征在于，其包含：

腔体，其具有容置合金液的腔室；

石墨环，其环设于所述腔体，并所述石墨环内侧连通于所述腔室；

结晶器，其设置于所述石墨环的外侧；

转接板，其设置于所述结晶器与所述石墨环上，其中所述合金液容置于所述腔室内时，所述合金液、所述转接板底面与所述石墨环内侧围成环形密闭空间；

控制装置，其具有控制器、真空度传感器与液位传感器，所述控制器分别电性连接于所述真空度传感器与所述液位传感器，而所述真空度传感器与所述液位传感器感测所述环形密闭空间；

真空泵，其电性连接于所述控制器，所述真空泵具有管路穿设所述转接板，而连通于所述环形密闭空间。

2.一种如权利要求1所述的合金半连续真空铸造系统的铸造方法，其特征在于，其步骤包括：

将所述合金液置入所述腔体的所述腔室中；

感测所述腔室的所述合金液的液位高度以及所述腔室的所述环形密闭空间中的第一真空度；

依据设定值并以所述液位高度计算出所述环形密闭空间内的第二真空度；以及

抽取所述环形密闭空间内的空气，进而将所述第一真空度调整至所述第二真空度，以达到改变所述液位高度；

其中，所述设定值为依据所述合金液的种类与铸造速度进行设定的相应铸模单冷距离。