CN117654146A - 一种熔铸生产用过滤装置及过滤方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种熔铸生产用过滤装置及过滤方法，属于金属熔铸技术领域，过滤装置包括：箱体，上部开设有用于注入熔体的入流口，下部开设有用于排出熔体的出流口，箱体底部中央设置有与出流口连通的连通槽；过滤板，设置在连通槽中，且过滤板外周与连通槽侧壁贴合；刮刀组件，包括一端伸入在箱体内的连接杆以及固定设置在连接杆端部并位于箱体内的刮刀，连接杆转动设置，并面向或远离过滤板运动设置，刮刀位于过滤板正上方，刮刀包括多个与过滤板端面贴合的刀片，且刀片在连接杆的带动下，切破过滤板并伸入在过滤板下侧。本申请可以防止陶瓷过滤板漂浮、堵塞，且在铸造收尾过程中，可在箱体内自动完成破板，提高了生产过程中的安全性。

Description

一种熔铸生产用过滤装置及过滤方法

技术领域

本申请涉及金属熔铸技术领域，特别涉及一种熔铸生产用过滤装置。另外，本申请还涉及一种利用上述过滤装置实现的过滤方法。

背景技术

随着铝锂合金的发展，铝锂合金在熔铸过程中，开始采用全密闭惰性气体保护下进行生产，铝锂合金的成品率和质量也得到质的提升，但在铝锂合金熔铸生产中仍存在着很多问题。

现有技术在铝锂合金熔铸过滤过程中，通常采用泡沫陶瓷过滤板通过其受热膨胀的功能使过滤板和箱体内衬紧密贴合，防止过滤板漂浮；同时采用耐高温压块或者高铝砖压住过滤板防止漂浮。而通过上述方式并非能够完全的保证过滤板不漂浮，当熔体流入过滤板时，过滤板受热不均匀，膨胀也很难达到一致，当浮力大于摩擦力时，过滤板就会漂浮；而压块放入过滤板会影响过滤板通过率，导致过滤板堵塞，对熔体质量也有一定的影响。此外，在人工放干过滤箱体存铝时，需要将过滤板人工敲碎捞出，在收尾过程中残余熔体会燃烧，还有可能导致烫伤。

因此，针对上述技术问题，如何防止陶瓷过滤板漂浮、堵塞，并完成自动破板的收尾操作是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种熔铸生产用过滤装置，实现无人工操作，防止陶瓷过滤板漂浮、堵塞，且在铸造收尾过程中，可在箱体内自动完成破板，能有效避免铝液飞溅、燃烧等问题，极大的提高了生产过程中的安全性。

为实现上述目的，本申请提供一种熔铸生产用过滤装置，包括：

箱体，上部开设有用于注入熔体的入流口，下部开设有用于排出熔体的出流口，所述箱体底部中央设置有与所述出流口连通的连通槽；

过滤板，设置在所述连通槽中，且所述过滤板外周与所述连通槽侧壁贴合，所述箱体内的熔体流经所述过滤板后由所述出流口排出；

刮刀组件，包括一端伸入在所述箱体内的连接杆以及固定设置在所述连接杆端部并位于所述箱体内的刮刀，所述连接杆转动设置，并面向或远离所述过滤板运动设置，以带动所述刮刀运动，所述刮刀位于所述过滤板正上方，所述刮刀包括多个与所述过滤板端面贴合的刀片，且所述刀片在所述连接杆的带动下，切破所述过滤板并伸入在所述过滤板下侧。

优选地，所述箱体上部开口处盖合有盖板，所述连接杆贯穿所述盖板伸入在所述箱体内，且所述连接杆相对所述盖板转动且轴向滑动设置，所述盖板上端面与所述连接杆交接处设置有密封件。

优选地，所述连接杆背离所述刮刀的端部同轴连接电机的动力端，以驱动所述连接杆转动，所述电机固定设置在滑块上，所述滑块通过液压油缸驱动，并沿所述连接杆轴向滑动，以带动所述连接杆上下运动。

优选地，所述电机的动力端依次通过联轴器和压力传感器与所述连接杆连接。

优选地，所述盖板上方设置有盖板横梁，所述盖板横梁上设置有竖向支撑板，所述竖向支撑板上开设有与所述滑块配合的竖向升降轨道，所述液压油缸固定设置在所述竖向支撑板上，以驱动所述滑块沿所述竖向升降轨道滑动。

优选地，所述盖板横梁一端面向所述盖板的端面上设置有与所述盖板连接的连接结构，以保持所述盖板横梁与所述盖板同步动作。

优选地，所述盖板横梁另一端设置在悬臂吊支撑柱上，所述悬臂吊支撑柱上设置有悬臂吊升降轨道和悬臂吊液压油缸，所述悬臂吊液压油缸的动力端与所述盖板横梁连接，以驱动所述盖板横梁整体在所述悬臂吊升降轨道上滑动。

优选地，所述盖板上贯穿设置有用于测量所述箱体内温度的箱体热电偶以及测量熔体温度的熔体热电偶。

优选地，所述刮刀和所述连接杆均为不锈钢材质。

一种过滤方法，利用上述任一项所述的熔铸生产用过滤装置实现，包括：

在箱体中通入惰性气体，并所述箱体内氧含量浓度降到0.5%以下；

防漂浮时，刮刀随连接杆下降至与过滤板上表面接触，熔体经入流口进入箱体，并产生大量浮力，所述刮刀压紧所述过滤板以克服熔体产生的浮力；

防堵塞时，所述刮刀随所述连接杆下降至与过滤板上表面接触，转动所述连接杆以带动所述刮刀旋转，以将所述过滤板上的浮渣刮开；

破板时，所述刮刀随所述连接杆下降并切破所述过滤板，所述刮刀伸入在所述过滤板下侧，并转动所述连接杆，以使所述刮刀错开所述过滤板上的切口，提升所述连接杆，从而拆除所述过滤板。

相对于上述背景技术，本申请通过上下移动的刮刀，压紧在过滤板的端面上，从而防止过滤板在熔体浮力作用下上浮，同时刮刀的旋转能够清理过滤板表面的浮渣，防止过滤板堵塞，提高过滤效率。并且在铸造收尾过程中，可通过刀片切破过滤板并伸入在过滤板下侧，通过连接杆的提升作用，使刮刀将过滤板带起，完成拆卸，能有效避免铝液飞溅、燃烧等问题，极大的提高了生产过程中的安全性。

具体地说，本申请的过滤装置包括箱体、过滤板、刮刀组件，箱体作为熔铸的主要承载部件，上部开设有用于注入熔体的入流口，下部开设有用于排出熔体的出流口，两者之间存在一定高度差，箱体底部中央设置有与出流口连通的连通槽；而过滤板设置在连通槽中，且过滤板外周与连通槽侧壁贴合，箱体内的熔体流经过滤板后由出流口排出。刮刀组件包括一端伸入在箱体内的连接杆以及固定设置在连接杆端部并位于箱体内的刮刀，连接杆转动设置，并面向或远离过滤板运动设置，从而带动刮刀转动和上下运动。且刮刀位于过滤板正上方，刮刀包括多个与过滤板端面贴合的刀片，当刮刀且刀片在连接杆的带动下，可以切破过滤板并伸入在过滤板下侧，从而在此利用连接杆的提升作用，带动过滤板脱离连通槽，完成拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的熔铸生产用过滤箱体结构示意图；

图2为图1侧面结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的刮刀不同位置结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的刮刀俯视图。

图中：1、悬臂吊支撑柱 2、悬臂吊升降轨道 3、盖板横梁 4、悬臂吊液压油缸 5、竖向支撑板 6、竖向升降轨道 7、滑块 8、电机 9、联轴器 10、压力传感器 11、连接杆 12、液压油缸 13、连接结构 14、盖板 15、刮刀 16、入流口 17、箱体 18、过滤板 19、出流口 20、密封件 21、箱体热电偶 22、熔体热电偶 23、连通槽 24、液位线 25、刮刀过滤板表面限位26、刮刀下限位 27、刀片。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本实施例中，“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

如图1所示，在本实施例中，提供一种熔铸生产用过滤装置，该装置包括箱体17、过滤板18、刮刀组件，箱体17作为熔铸的主要承载部件，上部开设有用于注入熔体的入流口16，下部开设有用于排出熔体的出流口19。熔体经入流口16进入箱体17内，再经过滤板18后，由出流口19排出。并结合图2，入流口16与出流口19之间存在高度差，即入流口16高于出流口19，而在箱体17底部中央设置有与出流口19连通的连通槽23。

过滤板18设置在连通槽23中，请参照图2，由于本申请需要通过刮刀15压紧的方式防止过滤板18漂浮，因此这里将过滤板18外周与连通槽23侧壁贴合，连通槽23具有一定的支撑作用，即连通槽23侧内壁面与过滤板18的外壁面构成楔面结构，从而支撑过滤板18稳定放置，防止过滤板18被压入出流口19中。而箱体17内的熔体经过过滤板18后由出流口19排出。

刮刀组件包括一端伸入在箱体17内的连接杆11以及固定设置在连接杆11端部并位于箱体17内的刮刀15，连接杆11可以转动，同时还可以上下运动，而连接杆11向上运动时，可以带动刮刀15远离过滤板18；反之，则靠近过滤板18。同时连接杆11的转动还可以带动刮刀15转动，且刮刀15位于过滤板18正上方，刮刀15包括多个与过滤板18端面贴合的刀片27，请参照图4。当刀片27在连接杆11的带动下，可以切破过滤板18并伸入在过滤板18下侧，从而在此利用连接杆11的提升作用，带动过滤板18脱离连通槽23，完成拆卸。

基于上述实施例，本申请通过上下移动的刮刀15，压紧在过滤板18的端面上，从而防止过滤板18在熔体浮力作用下上浮，同时刮刀15的旋转能够清理过滤板18表面的浮渣，防止过滤板18堵塞，提高过滤效率。并且在铸造收尾过程中，可通过刀片27切破过滤板18并伸入在过滤板18下侧，通过连接杆11的提升作用，使刮刀15将过滤板18带起，完成拆卸，能有效避免铝液飞溅、燃烧等问题，极大的提高了生产过程中的安全性。

需要说明的是，为了构成封闭性良好的箱体17结构，这里在箱体17上部开口处盖合有盖板14，盖板14下沿与箱体17对应位置处设置有耐高温密封橡胶，使盖板14与箱体17之间具有较高密封性，从而避免箱体17内部惰性气体外溢。在此基础上，连接杆11需要贯穿盖板14而伸入在箱体17内，同时保持连接杆11相对盖板14转动且轴向滑动设置，同时，为了提高该箱体17的密封性，这里还在盖板14上端面与连接杆11交接处设置有密封件20，防止内部气体外溢，从而确保过滤操作全程都可以在惰性气体保护下进行。

请参照图1，连接杆11背离刮刀15的端部同轴连接电机8的动力端，电机8带动连接杆11转动，且电机8固定设置在滑块7上，滑块7通过液压油缸12驱动，并沿连接杆11轴向滑动，以带动连接杆11上下运动；至此便实现了连接杆11的转动和上下运动。当然，对于连接杆11转动和上下运动的驱动方式可以有多种，包括但不限于上述给出的实施方式，这里不再一一详述。

在上述实施例的基础上，盖板14上方还设置有盖板横梁3，盖板横梁3上设置有竖向支撑板5，竖向支撑板5上开设有与滑块7配合的竖向升降轨道6，液压油缸12固定设置在竖向支撑板5上，以驱动滑块7沿竖向升降轨道6滑动。

此外，电机8的动力端依次通过联轴器9和压力传感器10与连接杆11连接，在确保连接杆11转动连接稳定性的同时，还可以通过压力传感器10检测连接杆11的受力状态，从而辨别连接杆11的运行状况。

请参照图1，盖板横梁3一端面向盖板14的端面上设置有与盖板14连接的连接结构13，以保持盖板横梁3与盖板14同步动作。换句话说，当盖板横梁3向上运动时，可以带动盖板14与箱体17分离，反之可以使盖板14与箱体17盖合。需要说明的是，由于连接杆11间接设置在盖板横梁3上，因此在连接杆11无动作的前提下，也可以随盖板横梁3同步动作，从而保持盖板14与连接杆11的相对静止。

而盖板横梁3另一端设置在悬臂吊支撑柱1上，悬臂吊支撑柱1上设置有悬臂吊升降轨道2和悬臂吊液压油缸4，悬臂吊液压油缸4的动力端与盖板横梁3连接，从而驱动盖板横梁3整体在悬臂吊升降轨道2上滑动。需要说明的是，悬臂吊支撑柱1和悬臂吊升降轨道2均为竖直设置，因此盖板横梁3也可以沿竖向整体运动。

请参照图2，盖板14上贯穿设置有用于测量箱体17内温度的箱体热电偶21以及测量熔体温度的熔体热电偶22，并且箱体热电偶21伸入在箱体17内的长度较短，并位于液位线24上方，避免与熔体接触。而熔体热电偶22则伸入在熔体中。

需要说明的是，由于箱体17内需要通入高温熔体，因此为了确保通入的熔体满足温度要求，这里还可以在盖板14或箱体17内部增设电加热元件（硅碳棒），在保证对熔体保温、升温的基础上，可以提前对箱体17内部预加热，从而快速适应熔体温度。

另外，由于刮刀15和连接杆11需要伸入在熔体中，这里将刮刀15和连接杆11设置为耐高温、耐腐蚀、不锈钢材质，在高温熔体中浸泡时不会产生杂质，从而减少对熔体的污染。

本申请还提供一种利用上述过滤装置实现的过滤方法，需要在箱体17通入惰性气体，待氧含量浓度降到0.5%以下，开始铸造。需要说明的是，箱体17内壁通常设置有耐火材料，同时在箱体17上开设有至少一个气孔，便于通入惰性气体。当然，对于气孔数量和规格，可以根据实际情况选择，确保能够使箱体17内氧含量能够快速降到0.5%以下即可。

而过滤板18的设置在连通槽23中时，过滤板18表面基本上与耐火材料上沿高度一致，避免因过滤板18与耐火材料高度差导致的熔体堆积。过滤板18通常采用泡沫陶瓷材质，当然其它类型的也可以适用，这里不再做过多限制。

为了防止过滤板18漂浮，刮刀15随连接杆11下降至与过滤板18上表面接触，即图3中刮刀过滤板表面限位25，熔体经入流口16进入箱体17，并产生大量浮力，刮刀15压紧过滤板18以克服熔体产生的浮力；熔体流经过滤板18后，待到铸造长度到达500mm-1000mm时，箱体17内熔体对过滤板18的压力大于对过滤板18的浮力，过滤板18将不会自动上浮，此时将刮刀15升起，到达熔体表面限位处，将刮刀15置于熔体上方。

为了防止过滤板18堵塞，刮刀15随连接杆11下降至与过滤板18上表面接触，即图3中刮刀过滤板表面限位25，转动连接杆11以带动刮刀15旋转，通过刮刀15将过滤板18上的浮渣刮开；当熔体液位在箱体17进出口液位差小于5mm，停止电机8旋转，将刮刀15提升至熔体上方。

在拆除过滤板18时，刮刀15随连接杆11下降，并利用刀片27切破过滤板18，直至刮刀15伸入在过滤板18下侧，即图3中刮刀下限位26，此时旋转电机8，使刮刀15与切入过滤板18的刀口存在偏差，此时通过提升刮刀15，便可以将过滤板18从连通槽23中提起，从而完成过滤板18拆卸。

此外，请参照图1，悬臂吊支撑柱1通常设置在底座上，底座用于支撑悬臂吊支撑柱1保持稳定，可以在底座上增加旋转机构，旋转机构可以由液压驱动或电力驱动，通过一定的机械结构实现支撑悬臂吊支撑柱1的旋转，从而带动盖板14旋转以远离箱体17，便于工作人员清理箱体17。至于旋转机构的具体结构以及驱动方式，这里不再做过多限制，可参照现有技术。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种熔铸生产用过滤装置，其特征在于，包括：

箱体，上部开设有用于注入熔体的入流口，下部开设有用于排出熔体的出流口，所述箱体底部中央设置有与所述出流口连通的连通槽；

过滤板，设置在所述连通槽中，且所述过滤板外周与所述连通槽侧壁贴合，所述箱体内的熔体流经所述过滤板后由所述出流口排出；

刮刀组件，包括一端伸入在所述箱体内的连接杆以及固定设置在所述连接杆端部并位于所述箱体内的刮刀，所述连接杆转动设置，并面向或远离所述过滤板运动设置，以带动所述刮刀运动，所述刮刀位于所述过滤板正上方，所述刮刀包括多个与所述过滤板端面贴合的刀片，且所述刀片在所述连接杆的带动下，切破所述过滤板并伸入在所述过滤板下侧。

2.根据权利要求1所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述箱体上部开口处盖合有盖板，所述连接杆贯穿所述盖板伸入在所述箱体内，所述连接杆相对所述盖板转动且轴向滑动设置，所述盖板上端面与所述连接杆交接处设置有密封件。

3.根据权利要求2所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述连接杆背离所述刮刀的端部同轴连接电机的动力端，以驱动所述连接杆转动，所述电机固定设置在滑块上，所述滑块通过液压油缸驱动，并沿所述连接杆轴向滑动，以带动所述连接杆上下运动。

4.根据权利要求3所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述电机的动力端依次通过联轴器和压力传感器与所述连接杆连接。

5.根据权利要求3所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述盖板上方设置有盖板横梁，所述盖板横梁上设置有竖向支撑板，所述竖向支撑板上开设有与所述滑块配合的竖向升降轨道，所述液压油缸固定设置在所述竖向支撑板上，以驱动所述滑块沿所述竖向升降轨道滑动。

6.根据权利要求5所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述盖板横梁一端面向所述盖板的端面上设置有与所述盖板连接的连接结构，以保持所述盖板横梁与所述盖板同步动作。

7.根据权利要求6所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述盖板横梁另一端设置在悬臂吊支撑柱上，所述悬臂吊支撑柱上设置有悬臂吊升降轨道和悬臂吊液压油缸，所述悬臂吊液压油缸的动力端与所述盖板横梁连接，以驱动所述盖板横梁在所述悬臂吊升降轨道上滑动。

8.根据权利要求2-7任一项所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述盖板上贯穿设置有用于测量所述箱体内温度的箱体热电偶以及测量熔体温度的熔体热电偶。

9.根据权利要求8所述的熔铸生产用过滤装置，其特征在于，所述刮刀和所述连接杆均为不锈钢材质。

10.一种过滤方法，其特征在于，利用上述权利要求1-9任一项所述的熔铸生产用过滤装置实现，包括：

在箱体中通入惰性气体，并所述箱体内氧含量浓度降到0.5%以下；

防漂浮时，刮刀随连接杆下降至与过滤板上表面接触，熔体经入流口进入箱体，并产生大量浮力，所述刮刀压紧所述过滤板以克服熔体产生的浮力；

防堵塞时，所述刮刀随所述连接杆下降至与过滤板上表面接触，转动所述连接杆以带动所述刮刀旋转，以将所述过滤板上的浮渣刮开；

破板时，所述刮刀随所述连接杆下降并切破所述过滤板，所述刮刀伸入在所述过滤板下侧，并转动所述连接杆，以使所述刮刀错开所述过滤板上的切口，提升所述连接杆，从而拆除所述过滤板。