CN108907150A - 一种循环式泡沫铝连续生产工艺及生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环式泡沫铝连续生产工艺及生产线，属于泡沫铝生产设备技术领域，生产工艺包括以下步骤：S1.采用窑道式模具预热炉对多个模具进行连续预热；S2.采用至少两个多用炉，轮流进行铝水调质，并浇注模具；S3.加入发泡剂，搅拌，进行发泡；S4.冷却脱模，清理模具，模具回到窑道式模具预热炉进行预热。本发明公开的生产工艺能够实现24小时连续化生产，每个步骤环环相扣，无需等待；能够降低能耗、提高生产能力，明显降低成本。生产节拍40分一个坯锭，每24小时能够生产36个坯锭，也就是1872个平方的泡沫铝板，与现有工艺生产的360个平方左右的泡沫铝板相比，生产效率提高了5倍。
Description
技术领域
本发明属于泡沫铝生产设备技术领域，具体涉及一种循环式泡沫铝连续生产工艺及生产线。
背景技术
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装。泡沫铝产品已实际应用到了军品部件及防护、航空工装、核乏料转运防护、动车、桥梁防护、隔音屏、装饰工程等。
然而现有的泡沫铝厂生产的超大规格尺寸泡沫铝是采用的铸造溶体发泡提拉法间断生产技术，该技术存在的缺陷是：
1.每个模具都要独立预热，耗时2.5小时，不能连续生产。
2.铝水转运距离达到15米，因此铝水运到发泡炉会损耗120℃左右的温度，致使熔铝炉内铝水要烧到850℃以上才能保证工艺要求，铝水温度损耗大，造成能耗高。
3.生产节拍要3.5小时才能生产一个坯锭(一个坯锭出52个平方泡沫铝板)，因此24小时一条生产线也只能生产7个坯锭，也就是360个平方左右的泡沫铝板，产能低，生产成本高。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种循环式泡沫铝连续生产工艺及生产线。
本发明所采用的技术方案为：
一种循环式泡沫铝连续生产工艺，包括以下步骤：
S1.采用窑道式模具预热炉对多个模具进行连续预热；
S2.采用至少两个多用炉，轮流进行铝水调质，并浇注模具；
S3.加入发泡剂，搅拌，进行发泡；
S4.冷却脱模，清理模具，模具回到窑道式模具预热炉进行预热。
多用炉不仅可以做铝水保温炉，还可以完成铝水合金化。
优选的，所述S1步骤中，模具预热到温度为665～675℃；所述S2步骤中，熔铝炉加热铝水至750～805℃，注入到多用炉。
优选的，所述S2步骤中，铝水调质：加入铝水重量2％的镁、1.5％的钛、1％的镍和2.5％的金属钙。
进一步的，所述S3步骤中，铝水温度为657～663℃时加入发泡剂，所述发泡剂为氢化钛，所述氢化钛的添加量为铝水重量的0.8～1.2％。
进一步的，所述模具内设有可拆卸的内模，所述内模与模具的底面共同形成用于混合铝水和发泡剂的混合腔；所述S3步骤中，搅拌在内模中进行，拆除内模后，混合好的铝水泄入模具进行发泡。
优选的，所述模具的侧壁板与底板可分离。
本发明还公开一种循环式泡沫铝连续生产线，包括熔铝炉、多用炉、窑道模具预热炉、反应发泡炉、冷却池、台车、泡沫铝生产模具和台车循环运行轨道，所述台车循环运行轨道依次穿过窑道模具预热炉、反应发泡炉和冷却池后通过循环轨道回到窑道模具预热炉；所述多用炉有两个，两个多用炉分别与熔铝炉连接，所述窑道模具预热炉的出口上端设有铝水浇注口，窑道模具预热炉的上方安装有能够分别将两个多用炉内的铝水浇入铝水浇注口的移动式浇包，所述移动式浇包设有称重装置；所述台车有多台，多台台车依次在台车循环运行轨道运行，每台台车放置一套泡沫铝生产模具。
优选的，所述反应发泡炉的顶部安装有搅拌桨提拉移动架，所述搅拌桨提拉移动架上安装有配备电机连接搅拌桨及提拉内模可旋转的T字形挂钩。
优选的，所述发泡炉的顶部设有供搅拌桨伸入的滑动式顶门；所述窑道模具预热炉的进口和出口以及反应发泡炉的进口和出口分别安装有升降门。
进一步的，所述冷却池有三个，三个冷却池分别通过转运车与台车循环运行轨道连接；三个冷却池相互连通。
进一步的，所述冷却池的底部设有冷却喷水盘，冷却池设有用于升降泡沫铝生产模具的升降装置。
优选的，所述泡沫铝生产模具包括底板、内模和外模框；所述内模为上下端贯通的筒状，所述底板上表面的中部开设有与内模下端适配的内模密封槽，所述内模通过内模密封槽与底板可拆卸连接；连接状态下，内模与底板共同形成上端开口的铝水混合腔；所述外模框包括至少两块外模板，所述外模板竖向设置，外模板之间通过连接件拼装成上下端贯通的外模框；所述底板上表面的边缘开设有与外模框的下端适配的外模密封槽，所述外模框通过外模密封槽与底板可拆卸连接；连接状态下，外模框与底板共同形成上端开口的铝水定型腔。
优选的，所述外模板的左右两端分别设有横向的栓孔，所述连接件包括锁紧栓和斜面锁紧销，所述锁紧栓的后端连接限位块，锁紧栓的前部开设有与斜面锁紧销适配的斜面孔；连接状态下，所述锁紧栓的前部穿过相邻两个外模板的栓孔，所述斜面锁紧销插入斜面孔中，从而锁紧两个所述外模板。
优选的，所述外模板包括外模长板和外模短板，所述外模长板和外模短板分别有两块，两块外模长板和两块外模短板拼装成矩形的外模框；所述外模短板的左右两端面分别设有竖向的凸楞，所述外模长板的内侧面设有与凸楞适配的密封卡槽。
进一步的，所述外模长板和外模短板的顶部分别设有吊装挂钩。
进一步的，所述底板的边缘开设有吊装挂钩孔，所述吊装挂钩孔位于外模密封槽的外侧。
优选的，所述内模的外壁上部设有吊装钩。
优选的，所述内模的上端设有提升挂耳。
进一步的，所述内模的下端设有与内模密封槽适配的凸榫；所述外模框的下端设有与外模密封槽适配的凸榫。
本发明的有益效果为：
本发明公开的生产工艺能够实现24小时连续化生产，每个步骤环环相扣，无需等待；能够降低能耗、提高生产能力，明显降低成本。生产节拍40分一个坯锭，每24小时能够生产36个坯锭，也就是1872个平方的泡沫铝板，与现有工艺生产的360个平方左右的泡沫铝板相比，生产效率提高了5倍。
本发明能够连续不断供应铝水及预热模具，铝水转运距离缩短到3米，减少了铝水转运过程中的温度流失，进而能够降低熔铝炉内铝水温度，降低消耗。
附图说明
图1是本发明循环式泡沫铝连续生产工艺流程图。
图2是本发明循环式泡沫铝连续生产线的结构示意图。
图3是泡沫铝生产模具的结构示意图。
图4是图3的爆炸视图。
图5是连接件的结构示意图。
图6是提拉旋转T字形挂钩的结构示意图。
图中：1-熔铝炉；2-多用炉；3-窑道模具预热炉；4-反应发泡炉；5-冷却池；6-台车；7-泡沫铝生产模具；8-台车循环运行轨道；9-移动式浇包；10-升降门；31-铝水浇注口；41-搅拌桨提拉移动架；42-搅拌桨；43-滑动式顶门；44-提拉旋转T字形挂钩；51-冷却喷水盘；52-升降装置；100-底板；101-内模密封槽；102-外模密封槽；103-吊装挂钩孔；200-内模；201-吊装钩；202-提升挂耳；300-外模框；310-外模板；311-栓孔；312-外模长板；313-外模短板；314-凸楞；315-密封卡槽；316-吊装挂钩；320-连接件；321-锁紧栓；322-斜面锁紧销；323-限位块；324-斜面孔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1所示，一种循环式泡沫铝连续生产工艺，包括以下步骤：
S1.采用窑道式模具预热炉对多个模具进行连续预热，模具预热到温度为665～675℃进行浇注，前方的模具浇注后出预热炉，后方的模具依次补入，在排队向前移动的过程中完成模具的预热；
S2.熔铝炉加热铝水至750～805℃，注入到多用炉；为了实现连续生产采用至少两个多用炉，多用炉不仅可以做铝水保温炉，还可以完成铝水合金化，轮流进行铝水调质，加入铝水重量2％的镁、1.5％的钛、1％的镍和2.5％的金属钙，混合均匀后浇注模具，能够为排队的模具连续提供铝水，提高生产线的生产效率；
S3.待模具内铝水温度为657～663℃时加入铝水重量0.8～1.2％的发泡剂氢化钛，搅拌均匀(4～6分钟即可)后，进行发泡；
S4.冷却脱模，清理模具，模具回到窑道式模具预热炉进行预热，完成循环式连续生产。
本工艺能够实现24小时连续化生产，每个步骤环环相扣，无需等待；能够降低能耗、提高生产能力，明显降低成本。
为了能够对铝水进行充分的搅拌，模具内设有可拆卸的内模，内模与模具的底面共同形成用于混合铝水和发泡剂的混合腔；S3步骤中，搅拌在内模中进行，拆除内模后，混合好的铝水泄入模具进行发泡。由于内模的横截面远远小于模具的横截面，同样体积的铝水位于内模内时，具有较高的液面，使得铝水的聚集度较高，有利于将发泡剂与铝水混匀。
为了方便脱模，模具的侧壁板与底板可分离，不仅方便脱模，还可以避免设计脱模斜度，能够节省原料，同时减少二次加工的成本。
如图2所示，本实施例还公开一种循环式泡沫铝连续生产线，包括熔铝炉1、多用炉2、窑道模具预热炉3、反应发泡炉4、冷却池5、台车6、泡沫铝生产模具7和台车循环运行轨道8，台车循环运行轨道8依次穿过窑道模具预热炉3、反应发泡炉4和冷却池5后回到窑道模具预热炉3；多用炉2有两个，两个多用炉2分别与熔铝炉1通过铝水转运溜槽连接，窑道模具预热炉3的出口上端设有铝水浇注口31，窑道模具预热炉3的上方安装有能够分别将两个多用炉2内的铝水浇入铝水浇注口31的移动式浇包9，移动式浇包9设有称重装置，移动式浇包9通过铝水溜槽将铝水浇入铝水浇注口31，铝水转运溜槽加上铝水溜槽的总长度不超过4米；台车6有多台，多台台车6依次在台车循环运行轨道8运行，每台台车6放置一套泡沫铝生产模具7。
本生产线包括一个熔铝炉1和两个多用炉2(多用炉根据工艺需求不仅可以做铝水保温炉，还可以完成铝水合金化)，两个多用炉2轮流使用可保证不间断的提供铝水。窑道模具预热炉3内可一次放入5个泡沫铝生产模具7同时预热，可保证不间断的提供达到要求的预热泡沫铝生产模具7。台车循环运行轨道8形成循环回路能够不间断生产泡沫铝。
工艺流程准备：熔铝炉1熔化铝水到800℃左右、窑道模具预热炉3内的泡沫铝生产模具7同时预热到670℃左右。铝水熔化好后放铝水至两个多用炉2，熔铝炉1再补充铝锭继续熔化待用。多用炉2加合金成分和添加剂使铝水粘度达到工艺要求，两个多用炉2一个使用一个备用，两个多用炉2交替使用可保证生产线增粘铝水(或铝水)能连续不断供给。
开始流程：移动式浇包9从多用炉2中接铝水称重计量，移动式浇包9旋转通过溜槽倒入铝水浇注口31引入窑道模具预热炉3内预热好的泡沫铝生产模具7，接好铝水载有泡沫铝生产模具7的台车6运行到反应发泡炉4内。前面的台车6运行到反应发泡炉4内时，窑道模具预热炉3内剩余的4个载有泡沫铝生产模具7的台车6同时移动补位，并且窑道模具预热炉3外的台车6进入窑道模具预热炉3开始预热，第二个台车6上的泡沫铝生产模具7开始接铝水。反应发泡炉4内泡沫体保温一定时间结束发泡，载有发泡体的台车6运行到冷却池5，冷却一定时间移开模具，台车6回到窑道模具预热炉3前，第一个流程结束，以此循环达到连续生产。
为了方便进行提拉搅拌，反应发泡炉4的顶部安装有搅拌桨提拉移动架41，搅拌桨提拉移动架41上安装有配备电机的搅拌桨42和提拉旋转T字形挂钩44。装有铝水的泡沫铝生产模具7进入，反应发泡炉4后，搅拌桨提拉移动架41移动到炉顶处降下搅拌桨42，加入发泡剂搅拌4-6分钟，然后移出搅拌桨42。
为了减少温度的散失，发泡炉4的顶部设有供搅拌桨42伸入的滑动式顶门43；窑道模具预热炉3的进口和出口以及反应发泡炉4的进口和出口分别安装有升降门10，能够有效减少热量的流失。
为了提高生产效率，冷却池5有三个，三个冷却池5分别通过转运车与台车循环运行轨道8连接；三个冷却池5相互连通，循环用水无排放。三个冷却位能按生产节拍有序错开冷却，能够提高连续生产的冷却效率。台车左右转运车上面有两根断轨，转运车的做用主要是：1、把发泡好的泡沫铝转送到各个冷却区。2、把退出来的台车6转运到右边通过断轨和回去的台车循环运行轨道8接通，使台车6回到初始位置达到循环使用的目的。
具体的，冷却池5的底部设有冷却喷水盘51，冷却池5设有用于升降泡沫铝生产模具7的升降装置52。升降模具便于台车6退出来通过台车循环运行轨道8回到初始位达到台车循环使用的目的。
如图3和4所示，为了提高模具的使用寿命，泡沫铝生产模具7包括底板100、内模200和外模框300；内模200为上下端贯通的筒状，底板100上表面的中部开设有与内模200下端适配的内模密封槽101，内模200通过内模密封槽101与底板100可拆卸连接；连接状态下，内模200与底板100共同形成上端开口的铝水混合腔；外模框300包括至少两块外模板310，外模板310竖向设置，外模板310之间通过连接件320拼装成上下端贯通的外模框300；底板100上表面的边缘开设有与外模框300的下端适配的外模密封槽102，外模框300通过外模密封槽102与底板100可拆卸连接；连接状态下，外模框300与底板100共同形成上端开口的铝水定型腔。
泡沫铝生产模具7的装配顺序：1、首先按照外模密封槽102的位置将外模板310置于底板100的上表面(外模板310的下端要卡入外模密封槽102内)，然后利用连接件320将各个外模板310连接形成外模框300，然后再将外模框300吊离底板100备用；2、在底板100上的内模密封槽101和外模密封槽102内铺上调好的有粘度的密封料，铺上一层高温棉，再铺上一层有粘度的密封料，紧接着先把内模200对准放在内模密封槽101上；3、然后再把外模框300吊起放到外模密封槽102上(内外模密封材料及操作是一样的)；4、向下锤敲内模200和外模框300使其与底板100紧压密封，模具组装完成。
模具预热到要求的温度后，接入铝水移动到发泡炉内，将相应的发泡剂加入到内模200与底板100共同形成的上端开口的铝水混合腔内，伸入搅拌装置，在铝水混合腔内混合。由于内模200的横截面相对较小，铝水的液面相对更高，有利于混合分散。混合好铝水后，从上方取出内模200，铝水流入外模框300与底板100共同形成的上端开口的铝水发泡腔内，进行保温和发泡。
待发泡结束后，整体模具移动到冷却区，从底板100下表面进行喷水冷却，冷却结束后移到脱模区。然后拆除外模板310，最后清理模具待用。
如图5所示，具体的，外模板310的左右两端分别设有横向的栓孔311，连接件320包括锁紧栓321和斜面锁紧销322，锁紧栓321的后端连接限位块323，锁紧栓321的前部开设有与斜面锁紧销322适配的斜面孔324；连接状态下，锁紧栓321的前部穿过相邻两个外模板310的栓孔311，斜面锁紧销322插入斜面孔324中，从而锁紧两个相邻的外模板310。连接件320采用锁紧栓321和斜面锁紧销322的形式，不仅能够有效的将两个相邻的外模板310锁紧，而且操作方便，只需一把榔头就可以完成锁紧和拆卸的操作。
为了提高密封性，外模板310包括外模长板312和外模短板313，外模长板312和外模短板313分别有两块，两块外模长板312和两块外模短板313拼装成矩形的外模框300；外模短板313的左右两端面分别设有竖向的凸楞314，外模长板312的内侧面设有与凸楞314适配的密封卡槽315，拼装后，凸楞314卡入密封卡槽315内，能够保证铝水定型腔的密封性，避免铝水漏出。
为了方便拼装的操作，外模长板312和外模短板313的顶部分别设有吊装挂钩316。
为了方便移动，底板100的边缘开设有吊装挂钩孔103，吊装挂钩孔103位于外模密封槽102的外侧。
为了方便内模200的拼装和移出，内模200的外壁上部设有吊装钩201。
如图6所示，为了方便搅拌结束后提起内模200，内模200的上端设有起吊挂耳202，搅拌结束后旋转提拉旋转T字形挂钩44挂住起吊挂耳202，能够保证搅拌装置与内模200一起上升离开底板100，(提拉旋转T字形挂钩44和搅拌装置同步升降)。
为了进一步提高密封性，内模200的下端设有与内模密封槽101适配的凸榫；外模框300的下端设有与外模密封槽102适配的凸榫。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种循环式泡沫铝连续生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
S1.采用窑道式模具预热炉对多个模具进行连续预热；
S2.采用至少两个多用炉，轮流进行铝水调质，并浇注模具；
S3.加入发泡剂，搅拌，进行发泡；
S4.冷却脱模，清理模具，模具回到窑道式模具预热炉进行预热。
2.根据权利要求1所述的一种循环式泡沫铝连续生产工艺，其特征在于：所述S1步骤中，模具预热到温度为665～675℃；所述S2步骤中，熔铝炉加热铝水至750～805℃，注入到多用炉。
3.根据权利要求2所述的一种循环式泡沫铝连续生产工艺，其特征在于：所述S2步骤中，铝水调质：加入铝水重量2％的镁、1.5％的钛、1％的镍和2.5％的金属钙。
4.根据权利要求3所述的一种循环式泡沫铝连续生产工艺，其特征在于：所述S3步骤中，铝水温度为657～663℃时加入发泡剂，所述发泡剂为氢化钛，所述氢化钛的添加量为铝水重量的0.8～1.2％。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种循环式泡沫铝连续生产工艺，其特征在于：所述模具内设有可拆卸的内模，所述内模与模具的底面共同形成用于混合铝水和发泡剂的混合腔；所述S3步骤中，搅拌在内模中进行，拆除内模后，混合好的铝水泄入模具进行发泡。
6.根据权利要求5所述的一种循环式泡沫铝连续生产工艺，其特征在于：所述模具的侧壁板与底板可分离。
7.采用如权利要求1-6任意一项所述工艺的循环式泡沫铝连续生产线，其特征在于：包括熔铝炉(1)、多用炉(2)、窑道模具预热炉(3)、反应发泡炉(4)、冷却池(5)、台车(6)、泡沫铝生产模具(7)和台车循环运行轨道(8)，所述台车循环运行轨道(8)依次穿过窑道模具预热炉(3)、反应发泡炉(4)和冷却池(5)后回到窑道模具预热炉(3)；所述多用炉(2)有两个，两个多用炉(2)分别与熔铝炉(1)连接，所述窑道模具预热炉(3)的出口上端设有铝水浇注口(31)，窑道模具预热炉(3)的上方安装有能够分别将两个多用炉(2)内的铝水浇入铝水浇注口(31)的移动式浇包(9)，所述移动式浇包(9)设有称重装置；所述台车(6)有多台，多台台车(6)依次在台车循环运行轨道(8)运行，每台台车(6)放置一套泡沫铝生产模具(7)。
8.根据权利要7所述的一种循环式泡沫铝连续生产线，其特征在于：所述反应发泡炉(4)的顶部安装有搅拌桨提拉移动架(41)，所述搅拌桨提拉移动架(41)上安装有配备电机的搅拌桨(42)及提拉旋转T字形挂钩(44)；所述发泡炉(4)的顶部设有供搅拌桨(42)伸入的滑动式顶门(43)；所述窑道模具预热炉(3)的进口和出口以及反应发泡炉(4)的进口和出口分别安装有升降门(10)；所述冷却池(5)有三个，三个冷却池(5)分别通过转运车与台车循环运行轨道(8)连接；三个冷却池(5)相互连通；所述冷却池(5)的底部设有冷却喷水盘(51)，冷却池(5)设有用于升降泡沫铝生产模具(7)的升降装置(52)。
9.根据权利要7或8所述的一种循环式泡沫铝连续生产线，其特征在于：所述泡沫铝生产模具(7)包括底板(100)、内模(200)和外模框(300)；
所述内模(200)为上下端贯通的筒状，所述底板(100)上表面的中部开设有与内模(200)下端适配的内模密封槽(101)，所述内模(200)通过内模密封槽(101)与底板(100)可拆卸连接；连接状态下，内模(200)与底板(100)共同形成上端开口的铝水混合腔；
所述外模框(300)包括至少两块外模板(310)，所述外模板(310)竖向设置，外模板(310)之间通过连接件(320)拼装成上下端贯通的外模框(300)；所述底板(100)上表面的边缘开设有与外模框(300)的下端适配的外模密封槽(102)，所述外模框(300)通过外模密封槽(102)与底板(100)可拆卸连接；连接状态下，外模框(300)与底板(100)共同形成上端开口的铝水定型腔。
10.根据权利要求9所述的一种循环式泡沫铝连续生产线，其特征在于：所述外模板(310)的左右两端分别设有横向的栓孔(311)，所述连接件(320)包括锁紧栓(321)和斜面锁紧销(322)，所述锁紧栓(321)的后端连接限位块(323)，锁紧栓(321)的前部开设有与斜面锁紧销(322)适配的斜面孔(324)；连接状态下，所述锁紧栓(321)的前部穿过相邻两个外模板(310)的栓孔(311)，所述斜面锁紧销(322)插入斜面孔(324)中，从而锁紧两个所述外模板(310)；所述外模板(310)包括外模长板(312)和外模短板(313)，所述外模长板(312)和外模短板(313)分别有两块，两块外模长板(312)和两块外模短板(313)拼装成矩形的外模框(300)；所述外模短板(313)的左右两端面分别设有竖向的凸楞(314)，所述外模长板(312)的内侧面设有与凸楞(314)适配的密封卡槽(315)；所述内模(200)的下端设有与内模密封槽(101)适配的凸榫；所述外模框(300)的下端设有与外模密封槽(102)适配的凸榫。
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| CN201810820751.6A CN108907150A (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种循环式泡沫铝连续生产工艺及生产线 |
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