CN107470606A - 一种铝合金定量浇注炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种铝合金定量浇注炉，它包括转液溜槽、升液管、铝液液位检测装置、气压浇注进排气孔、隔板、外加热装置、内加热装置、浇注室炉体、密封法兰、透气砖、铝合金熔体、主炉体及炉门。该铝合金熔炉为双室炉体结构，分为浇注室炉体和主炉体两部分，浇注室体主要用于铝合金熔体的保温及气压定量浇注，主炉体主要用于加料、调温、打渣及精炼除气，两炉体通过密封法兰进行气体隔离，底部通过液体通道联通，浇注室炉体内部独特的结构设计，使得浇注时，两炉体间无需进行隔离也能满足气压浇注要求。本浇注炉可为铝合金铸造提供高品质熔体，相对于传统单室气压浇注炉，该定量浇注炉仅需对浇注室进行气密密封，气压浇注耗气量少，更加节能；相对于传统双室气压浇注炉，该双室炉无需采用进口的昂贵陶瓷柱塞及塞套来隔离两个炉体，制造难度小，使用及维护成本低廉。

Description

一种铝合金定量浇注炉

技术领域：

本发明涉及一种铝合金定量浇注炉，为铝合金重力铸造、高压铸造和倾翻铸造等领域自动提供定量准确的高品质铝合金熔体，属于铝合金铸造定量浇注领域。

技术背景：

铝合金铸造过程中，需要将一定量的铝合金熔体浇入特定的模具型腔。

目前，在铝合金定量浇注领域，高端的铝合金定量浇注炉，主要为单室气压浇注炉，代表高端产品主要有德国史杰克﹒西生产的铝合金气压定量浇注炉，其份额占据我国高端铝合金定量炉市场的80%以上，单室气压浇注炉需要向炉腔上部通入干燥压缩空气对铝水进行加压，将铝水从升液管中压出，所以单室气压浇注炉需要对整个炉体进行密封，对炉体的制作要求高，并需要编制复杂的定量浇注程序对高精度的气压浇注元件进行精确控制而实现精确定量浇注，使用单室气压浇注炉，浇注速度快，定量精确度高，铝合金熔体氧化少，而目前这些气压浇注元件一般为气压浇注炉厂家自行开发，技术壁垒导致这些元件在市场难以采购，所以目前气压浇注炉技术门槛很高，国内目前从事气压浇注炉开发的厂家还未能实现大规模产业化，目前技术较为成熟的均为外资独资品牌，设备价格昂贵，另外，单室气压浇注炉因每次定量浇注均需对熔炉炉腔充入大量干燥的压缩空气，每次浇注完成后又需要将炉腔中大部分加热到高温（大于600℃）压缩空气排出炉外，长期频繁工作，压缩空气使用量大，排放过程中带走的热量也大，能耗较高。另外针对单室铝合金定量浇注炉的缺点，日本开发出双室铝合金定量浇注炉，气压浇注室与加料保温室分开，两个室之间设置有塞杆和塞套，气压浇注时塞杆堵住塞套，使得两室间金属液流动通道堵塞后，再对浇注室进行加压，从而实现定量浇注，但由于塞杆及塞套要满足长期在熔炉底部工作而不损坏，一般寿命要达到2年以上，塞杆及塞套材料采用特殊陶瓷制作，目前我国国内厂家还无法制作出满足上述使用要求的长寿命塞杆及塞套，而采购日本产品，价格极其昂贵，上述原因导致我国塞杆塞套阻断式双室气压浇注炉也无法大规模普及。

发明内容：

本发明的目的是针对目前上述铝合金气压定量浇注存在的问题，开发一种较低采购成本和使用维护成本的双室铝合金定量浇注炉。考虑到目前我国生产的不粘铝陶瓷件还无法用于制作长寿命的塞杆和塞套部件，如何运用我国现有的工业基础，通过结构创新并采用我国能够生产出来的陶瓷材料来实现双室铝合金气压浇注炉的准确定量浇注功能，是本发明的着手点。

为了达成上述目的，本发明的设计思路是：设计双室铝合金定量浇注炉，一个体积较小的室用于气压浇注，其核心功能是准确定量浇注，另一个体积较大的室用于加料、调温及精炼除气，其核心功能是保证铝合金熔体的内部质量。考虑到高品质塞杆及塞套我国尚未具备生产能力，通过结构创新，在不使用塞杆及塞套前提下，实现高精度的定量浇注，本发明的突破点是将气压浇注室用隔板分成平时上端相连的左右两个室，当在浇注室通入干燥压缩空气时，浇注室的铝合金熔体被压入主炉体内腔，液面逐渐降低，当降低到隔板上端高于浇注室铝液液面后，浇注室隔板左右两边铝合金熔体被隔开，随着浇注室上端继续加压，浇注室隔板左端的铝合金熔体在压力作用下压入到升液管内部，并上升，直至流入到转液溜槽，浇注定量采用铝液液位检测装置进行标定，而隔板右端的铝合金熔体被压入到主炉体内腔。

根据上述设计思想，所发明铝合金定量浇注炉工作原理如下（见图1）：

所发明的铝合金定量浇注炉包括转液溜槽（1）、升液管（2）、铝液液位检测装置（3）、气压浇注进排气孔（4）、隔板（5）、外加热装置（6）、内加热装置（7）、浇注室炉体（8）、密封法兰（9）、透气砖（10）、铝合金熔体（11）、主炉体（12）及炉门（13）。

本铝合金熔炉功能如下：工作时，打开炉门（13）,从该炉门加入铝合金液态炉料，炉料经外加热装置（6）加热控温后，铝合金熔体经透气砖（10）除氢和除渣后，经浇注室炉体与主炉体间的熔体通道进入浇注炉体内，并在干燥压缩空气加压下，压入升液管（2）中，并提升流经转液溜槽（1）进入铸造装置，外加热装置（6）采用的能源可为电和天然气。气压浇注的定量精度由铝液液位检测装置（3）检测的液位线高度进行准确标定。

本发明与现行外资品牌铝合金气压浇注炉相比，有如下效果：

1、较之于单室炉体，本双室炉体仅需对体积较小的浇注室进行气密密封设计，制作难度小；

2、较之于单室炉体，双室炉体无需采用大量干燥压缩空气对整个大炉膛进行加压并排出高温压缩空气，节省气体使用成本；

3、较之于单室气压定量浇注炉，主炉体无需进行气密密封，可方便在炉内安装透气砖除气装置来提高铝合金熔体的品质，有利于保障铝合金铸件的质量，避免了单室炉由于气密要求，难以安装上述部件，而单室气压浇注炉当意外导致长时间停炉或压缩空气干燥不到位，会导致炉体中铝合金熔体大量吸氢，而难以处理，易导致铸件出现针孔，影响铸件性能；

4、较之于带塞杆及塞套的铝合金双室定量浇注炉，本发明无需塞杆及塞套，生产制作极其方便，采购及使用维护成本较低，无技术壁垒，适合大规模运用。

附图说明：

附图1为本发明的一种铝合金定量浇注炉结构图正视图：

附图2为本发明的一种铝合金定量浇注炉气压浇注动作原理图：

图中：1—转液溜槽；2—升液管；3—铝液液位检测装置；4—气压浇注进排气孔； 5—隔板；6—外加热装置；7—内加热装置；8—浇注室炉体；9—密封法兰；10—透气砖；11—铝合金熔体；12—主炉体；13—炉门；

具体实施方式：

下面以铝合金双室定量浇注炉为例，对图2所示的铝合金定量浇注炉气压浇注原理作进一步说明：

打开炉门（13）,从该炉门加入铝合金液态炉料，炉料经外加热装置（6）加热控温后，铝合金熔体经精透气砖（10）除氢和除渣后，经浇注炉体与主炉体间的熔体通道进入浇注室炉体（9）内，浇注时，干燥压缩空气经气压浇注进排气孔(4)进入浇注室炉体内，将隔板（5）上端面以上高度的铝合金熔体排入主炉体(12)内，其后，随着压力的增大，隔板（5）右侧熔体被压入升液管（2）中，并被提升流经转液溜槽（1）进入铸造装置，外加热装置（6）采用的能源可为电和天然气。气压浇注的定量精度由铝液液位检测装置（3）检测的液位线高度进行准确标定。

该铝合金炉结构简单、操作维护方便、制造成本低、使用维护成本低，可提供高品质的铝合金熔体，可满足不同铝合金铸造的定量浇注要求。

Claims (5)

1.一种铝合金定量浇注炉，其特征在于它包括转液溜槽（1）、升液管（2）、铝液液位检测装置（3）、气压浇注进排气孔（4）、隔板（5）、外加热装置（6）、内加热装置（7）、浇注室炉体（8）、密封法兰（9）、透气砖（10）、铝合金熔体（11）、主炉体（12）及炉门（13）。

2.根据权利要求1所述的铝合金定量浇注炉，其特征在于，该炉体采用双室结构，分别为尺寸较小的浇注室炉体（8）和体积较大的主炉体（12），两个炉体始终通过底部的通道联通，气压浇注时无需塞杆及塞套阻断。

3.根据权利要求1所述的铝合金定量浇注炉，其特征在于，浇注室炉体（8）上设置有升液管（2）、铝液液位检测装置（3）、气压浇注进排气孔（4）、隔板（5）、内加热装置（7）及密封法兰（9），上述装置共同组成一个密闭空间，该密闭空间仅有底部的通道与主炉体（12）联通，其中升液管（2）用于浇注，铝液液位检测装置（3）用于浇注定量控制，气压浇注进排气孔（4）用于气压浇注供气与排气，内加热装置（7）用于该室的控温。

4.根据权利要求1所述的铝合金定量浇注炉，其特征在于浇注室炉体（8）底部设置有隔板（5），该隔板上端面在熔炉非加压状态时，沉没于铝合金液面以下，当气压浇注时，从气压浇注进排气孔（4）注入干燥压缩空气，随着浇注室内（8）气压的增大，浇注室内铝液被气压压入主炉体内，液面下降，当下降到隔板（5）上端面以下时，隔板（5）将浇注室（8）铝合金熔体分成左右两部分，随着压力进一步加大，隔板左端的铝合金熔体被压入升液管（2）内，并逐渐提升到最高点并流进转液溜槽（1），而隔板右侧液面随着压力增大继续被压入主炉体（12）内腔。

5.根据权利要求1所述的铝合金定量浇注炉，主炉体（12）无需进行气体密封，底部设置有透气砖（10），可连续对主炉体（12）内的铝合金熔体（11）进行精炼除气，主炉体（12）顶部设置有外加热装置（6），对主炉体（12）内铝合金熔体（11）进行控温，主炉体（12）尾部设置有炉盖，可用于打渣和往炉内注料。