CN113198977B - 一种预热母合金工装的装置及其预热工艺 - Google Patents
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Abstract
一种预热母合金工装装置，模组工装放置在移动小车上；轨道一端与固定预热站支架相连接；固定预热站支架的下半段设有电阻丝加热带和热偶，上半段设有丝杠螺母副和上下驱动电机，密封盖上设有烧嘴、热偶，密封盖随丝杠螺母副和上下驱动电机上下移动；电阻加热区域对母合金工装的模管加热，燃气加热区域对母合金工装的耐材加热；电阻加热带和热偶负责加热和控温；烧嘴和热偶加热和控温燃气加热区域；移动小车与固定预热站相配合，热偶对加热区域的温度可实时在线控制和检测；预热工艺的步骤为：步骤一，预设六种工艺曲线组合，预先输入系统中；步骤二，根据模组工装的组成结构，选择不同的加热工艺曲线升温；具有产品质量稳定、成品率高的特点。
Description
技术领域
本发明属于冶金铸造技术领域，具体涉及一种预热母合金工装的装置及其预热工艺。
背景技术
母合金是高温合金的一种，母合金工装是一种高效生产母合金小棒材的一种工装，其主要由模管和耐材组成，模管用来盛装熔炼后浇注时的钢液，材质主要为铸铁或者铸钢，耐材主要用来对浇注时的钢液进行分流，保障钢液能稳定、均匀、按照一定的速度和预定的路线浇注到每只模管中；
预热母合金工装的装置，是一套能对母合金工装按照设定的温度和工艺进行加热的装置，在工作中往往要要求对母合金工装的耐材进行高温加热除湿，对模管进行低温烘烤除湿,然而现实的生产中难以对母合金工装实现上述的稳定的、理想的加热状态；
其预热工艺是是对母合金工装加热的一种方法和加热工艺，生产实践中根据不同钢种和用途的母合金往往会采用不同的工装结构材料，所以单一的加热方法和加热工艺，难以保证母合金工装稳定的、持续的、高质量的预热状态，从而工装中的水汽、材料都将作为污染影响着母合金产品的冶金质量。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种预热母合金工装的装置及其预热工艺，可对母合金模组工装的不同位置按照预设的温度实现理想的、高效的加热和烘烤；根据母合金模组工装的组成结构的材料特性而设定的数套加热升温和保温的工艺曲线；不仅减少母合金冶金产品的质量隐患，而且能降低成本提高母合金生产的成品率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种预热母合金工装装置，包括有模组工装，模组工装放置在移动小车上，移动小车在轨道上；轨道的一端与固定预热站支架相连接；固定预热站支架的下半段设有电阻丝加热带和热偶，上半段设有丝杠螺母副和上下驱动电机，密封盖上设有烧嘴、热偶，密封盖可随丝杠螺母副和上下驱动电机上下移动；
所述的密封盖工作时与模组工装的顶部的耐材相配合形成密封腔室，密封盖上的烧嘴和热偶对密封腔室进行加热或保温。
所述的移动小车上设有保温密封板。
所述的固定预热站支架的下半段的三面内壁上还设有保温密封板。
所述的保温密封板，在其中的一面保温密封板上均匀布设有电阻丝加热带和热偶，电阻丝加热带和热偶的间距跟模组工装中模管之间的间距一致，移动小车载着模组工装靠近使其刚好均匀的插入模管的间隙中。
利用所述的一种预热母合金工装装置预热工艺，包括以下步骤：
步骤一，预设六种工艺曲线组合，即工艺曲线组合一、工艺曲线组合二、工艺曲线组合三、工艺曲线组合四、工艺曲线组合五、工艺曲线组合六，每种工艺曲线组合已经根据根据模组工装结构要素或材料本身的特性预先输入系统中；
步骤二，工作时，根据模组工装的组成结构，选择不同的加热工艺曲线升温。
所述的工艺曲线组合一，当模组工装的耐材为刚玉、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b1-c-d所组合成的温度曲线，模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线；
所述的工艺曲线组合二，当模组工装的耐材为莫来石、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b2-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线。
所述的工艺曲线组合三，当模组工装的耐材为高铝黏土、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b3-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线。
所述的预热工艺方法包含工艺曲线组合四，当模组工装的耐材为刚玉，模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b1-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线。
所述的工艺曲线组合五，当模组工装的耐材为莫来石、模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b2-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线。
所述的工艺曲线组合六，当模组工装的耐材为高铝黏土、模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b3-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明由于采用的上下双区域分别的加热方式，能够针对模组不同的部分，进行不同温度下的加热，而且可以实现同时的加热操作，提高了工作效率；
模管可以保证在低温阶段进行良好的除湿烘烤，减少了因高温引起的模管变形，耐材可以保证在高温阶段进行良好的加热烘烤，减少了因耐材低温引起的浇注时钢液的凝固和堵塞；
根据母合金模组工装的组成结构的材料特性而设定的六套加热升温和保温的工艺曲线，基本涵盖了母合金工装的所有结构组成情况，可以满足多方面结构、多合金牌号所需工装的加热要求，能更好的满足针对某一合金牌号对应的工装预热要求，具有多功能性也兼顾了专一性；
六套加热升温和保温的工艺曲线的设计分别涵盖了不同种耐材、不同材质的模管的结构组合，充分的对模管烘烤除湿，减少合金材料中气孔的产生，充分的对耐材加热烘烤，有利于浇注时钢液的流动性，同时减少了堵塞、夹渣、浇注速度不均匀的冶金熔炼隐患，大大提高了生产效率，节约了生产成本。
本发明可对母合金模组工装的不同位置按照预设的温度实现理想的、高效的加热和烘烤。根据母合金模组工装的组成结构的材料特性而设定的数套加热升温和保温的工艺曲线；不仅减少母合金冶金产品的质量隐患，而且能降低成本提高母合金生产的成品率。
附图说明
图1 为本发明的母合金工装的预热烘烤工艺方法曲线示意图。
图2（a）为本发明的结构示意图。
图2（b）为图2（a）的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，图2（a）～（b），一种预热母合金工装装置，包括有模组工装1，模组工装1放置在移动小车2上，移动小车2在轨道3上；轨道3的一端与固定预热站支架4相连接；固定预热站支架4的下半段设有电阻丝加热带5和热偶6，上半段设有丝杠螺母副7和上下驱动电机8，密封盖9上设有烧嘴10、热偶11，密封盖9可随丝杠螺母副7和上下驱动电机8上下移动；
所述的密封盖9工作时与模组工装1的顶部的耐材相配合形成密封腔室，密封盖上的烧嘴10和热偶11实现对密封腔室进行加热或保温。
所述的移动小车2上设有保温密封板12。
所述的固定预热站支架4的下半段的三面内壁上还设有保温密封板13。
所述的保温密封板13，在其中的一面保温密封板13上均匀布设有电阻丝加热带5和热偶6，电阻丝加热带5和热偶6的间距跟模组工装1中模管之间的间距一致，移动小车载着模组工装1靠近使其刚好均匀的插入模管的间隙中。
利用所述的一种预热母合金工装装置预热工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，预设六种工艺曲线组合，即工艺曲线组合一、工艺曲线组合二、工艺曲线组合三、工艺曲线组合四、工艺曲线组合五、工艺曲线组合六，每种工艺曲线组合已经根据根据模组工装1结构要素或材料本身的特性预先输入系统中；
步骤二，工作时，根据模组工装1的组成结构，选择不同的加热工艺曲线升温。
所述的工艺曲线组合一，当模组工装1的耐材为刚玉、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b1-c-d所组合成的温度曲线，模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线；
所述的工艺曲线组合二，即模组工装1的耐材为莫来石、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b2-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线。
所述的工艺曲线组合三，当模组工装1的耐材为高铝黏土、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b3-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线；
所述的预热工艺方法包含工艺曲线组合四，即模组工装1的耐材为刚玉，模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b1-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线。
所述的工艺曲线组合五，当模组工装1的耐材为莫来石、模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b2-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线。
所述的工艺曲线组合六，当模组工装1的耐材为高铝黏土、模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b3-c-d所组合成的温度曲线；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线。
本发明的工作原理是：
一种预热母合金工装的装置及其预热工艺方法，烘烤装置分为移动小车和固定预热站部分，工作区域分为电阻加热下区域和燃气加热上区域，电阻加热区域主要负责对母合金工装的模管部分的加热，燃气加热区域主要负责对母合金工装的耐材部分的加热。固定预热站下端设计有电阻加热带和热偶，主要负责电阻加热区域的加热和控温，固定预热站上端设计有天然气加热烧嘴和热偶，主要负责燃气加热区域的加热和控温。移动小车可以承装母合金模组工装，并通过轨道运动至末端与固定预热站相配合，热偶对加热区域的温度可以实现实时在线控制和检测，通过控制系统调节电阻丝的加热温度实现控温。固定预热站上端设计的密封盖，可以随丝杆螺母副的驱动电机的运转而上下移动，实现与下端模组工装的耐材接触密封。密封盖上设计有均匀分布的烧嘴和热偶，热偶可对加热区域的温度实时在线控制和检测，通过控制系统调节燃气的流量来实现控温。通过在控制系统中设置或调用相应的加热曲线来实现对母合金模组工装实现理想的加热。模组工装各部分理想的、高质量的加热温度可以提高母合金的冶金质量，消除气孔、夹渣缺陷，消除因温度模组过低或者过高引起的模组变形、浇注温降大等冶金过程风险，从而减低生产成本提高生产效率。
六种工艺加热方法选择如下：即模组工装1的耐材为刚玉，模管为铸铁时，选择工艺曲线组合一：a-b1-c-d，a-b4。
模组工装1的耐材为莫来石，模管为铸铁时，选择工艺曲线组合二：2a-b2-c-d；a-b4。
模组工装1的耐材为高铝黏土，模管为铸铁时，选择工艺曲线组合三：a-b3-c-d；a-b4。
模组工装1的耐材为刚玉，模管为铸钢时，选择工艺曲线组合四：a-b1-c-d；a-b5。
模组工装1的耐材为莫来石，模管为铸钢时，选择工艺曲线组合五：a-b2-c-d；a-b5。
模组工装1的耐材为高铝黏土，模管为铸钢时，选择工艺曲线组合六：a-b3-c-d；a-b5。
Claims (8)
1.一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的预热母合金工装装置包括模组工装（1），模组工装（1）放置在移动小车（2）上，移动小车（2）在轨道（3）上；轨道（3）的一端与固定预热站支架（4）相连接；固定预热站支架（4）的下半段设有电阻丝加热带（5）和热偶（6），上半段设有丝杠螺母副（7）和上下驱动电机（8），密封盖（9）上设有烧嘴（10）、热偶（11），密封盖（9）可随丝杠螺母副（7）和上下驱动电机（8）上下移动；
所述的密封盖（9）工作时与模组工装（1）的顶部的耐材相配合形成密封腔室，密封盖（9）上的烧嘴（10）和热偶（11）对密封腔室进行加热或保温；
包括以下步骤：
步骤一，预设六种工艺曲线组合，即工艺曲线组合一、工艺曲线组合二、工艺曲线组合三、工艺曲线组合四、工艺曲线组合五、工艺曲线组合六，每种工艺曲线组合根据模组工装（1）结构要素或材料本身的特性预先输入系统中；
步骤二，工作时，根据模组工装（1）的组成结构，选择不同的加热工艺曲线升温；
所述的工艺曲线组合一，当模组工装（1）的耐材为刚玉、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b1-c-d所组合成的温度曲线，耐材匀速加热1h升温至700℃后再保温3h，继续匀速加热0.5h升温至1100℃后再保温0.5h，模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线，模管匀速加热1h升温至350℃，再保温4h；
所述的工艺曲线组合二，当模组工装（1）的耐材为莫来石、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b2-c-d所组合成的温度曲线，耐材匀速加热1h升温至650℃后再保温3h，继续匀速加热0.5h升温至1100℃后再保温0.5h；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线，模管匀速加热1h升温至350℃，再保温4h。
2.根据权利要求1所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的工艺曲线组合三，当模组工装（1）的耐材为高铝黏土、模管为铸铁时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b3-c-d所组合成的温度曲线，耐材匀速加热1h升温至600℃后再保温3h，继续匀速加热0.5h升温至1100℃后再保温0.5h；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b4所组合成的温度曲线，模管匀速加热1h升温至350℃，再保温4h。
3.根据权利要求1所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的工艺曲线组合四，当模组工装（1）的耐材为刚玉，模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b1-c-d所组合成的温度曲线，耐材匀速加热1h升温至700℃后再保温3h，继续匀速加热0.5h升温至1100℃后再保温0.5h；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线，模管匀速加热1h升温至250℃，再保温4h。
4.根据权利要求1所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的工艺曲线组合五，当模组工装（1）的耐材为莫来石、模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b2-c-d所组合成的温度曲线，耐材匀速加热1h升温至650℃后再保温3h，继续匀速加热0.5h升温至1100℃后再保温0.5h；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线，模管匀速加热1h升温至250℃，再保温4h。
5.根据权利要求1所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的工艺曲线组合六，当模组工装（1）的耐材为高铝黏土、模管为铸钢时，耐材的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b3-c-d所组合成的温度曲线，耐材匀速加热1h升温至600℃后再保温3h，继续匀速加热0.5h升温至1100℃后再保温0.5h；模管的烘烤温度工艺曲线是组合线段a-b5所组合成的温度曲线，模管匀速加热1h升温至250℃，再保温4h。
6.根据权利要求1所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的移动小车（2）上设有保温密封板一（12）。
7.根据权利要求1所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的固定预热站支架（4）的下半段的三面内壁上还设有保温密封板二（13）。
8.根据权利要求7所述的一种利用预热母合金工装装置的预热工艺，其特征在于，所述的保温密封板二（13），在其中的一面保温密封板二（13）上均匀布设有电阻丝加热带（5）和热偶（6），电阻丝加热带（5）和热偶（6）的间距跟模组工装（1）中模管之间的间距一致，移动小车载着模组工装（1）靠近使其刚好均匀的插入模管的间隙中。
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