CN1189269C - 防止金属在熔锅中氧化的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是通过测量惰性气氛中氧气的浓度进行监控，停止加热和供料从而防止金属在熔化过程中氧化。一种防止用熔锅熔融的金属材料氧化的方法，熔锅(1)包括一个内部的旋转搅动件(8)，一个与喷嘴件(2)相连的称重室(4)，和一个可伸缩从而使其末端喷射柱塞(12)经过搅动件(8)进入称重室(4)的喷射件(9)，熔锅安装在一个斜面上，喷嘴件(2)朝下。熔锅(1)中熔融金属表面(15a)的空隙区成为惰性气氛区。该区域中的氧气浓度被测量并监控。当测量的氧气浓度超过预定参考值时就会判断为操作，加热和供料就会停止，以防止熔化的金属氧化。

Description

防止金属在熔锅中氧化的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种防止金属材料，例如锌、镁或其合金等的低熔点有色金属在熔锅中准备注模时发生氧化的方法。

背景技术

由于空气中的氧气作为氧化表面层沉积、粘附在粒状金属的表面，且金属材料在供料过程中就带有空气中的氧气，因此即使在熔锅中熔化，当其按原样被加热并在熔锅中熔化时，金属材料也很容易被氧化。

当熔融金属被氧化时，由于搅动，金属飞溅物会溅到熔锅内壁、搅动件或其他物体上，并且作为不纯的氧化物熔渣，引起搅动件或者活塞的不正确操作，或与熔融金属表面的氧化物一起作为混杂物混入熔化的金属中，降低金属压铸产品的性能。

因此，在供料过程中通过真空泵吸收大气的氧减少熔锅中氧气的浓度，或者在熔锅中提供惰性气体，例如氩，使得加热和熔化金属在惰性气体中进行，从而控制氧化。但是，就由于在自然状态下发生的金属材料表面氧化的氧而言，由于这种氧化非常少，且没有有效的去除措施，金属材料是按原样熔化的。

在这种情况下，如果熔化在供料的过程中进行，即使在惰性气氛中，熔锅中氧气的浓度增加也会加速熔化的金属表面的氧化。由于表面氧化而存在的氧气被认为是氧气浓度增加的一个原因，即使量很小，最终也会超出规定的氧气浓度值，因此，非常需要采取一些方式使得氧气浓度值降到规定值之下。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新的防止熔锅中熔融金属氧化的方法和装置，通过检测惰性气氛中氧气的浓度来监控中止加热和供应金属材料，从而解决金属熔化过程中氧化的问题。

本发明为解决这个问题的防氧化方法是针对用熔锅熔化金属材料的方法，熔锅包括在旋转搅动件中的一个与喷嘴连通的称重室和一个可伸缩从而使其末端的喷射柱塞经过搅动件进入称重室的喷射件，该熔锅安装在一个斜面上并且喷嘴朝下。该方法包括下述步骤：使熔锅中熔融金属表面的一个空隙区成为惰性气氛，测量并监测上述空隙区的氧气浓度，当测到的氧气浓度超过预定的参考值时，则判断为错误，并停止加热和供料。

本发明的防氧化的装置带有与喷嘴件连通的称重室，包括一个内部的旋转搅动件和一个可伸缩从而使端部的喷射柱塞经过搅动件进入称重室的喷射件，其中安装在斜面上并且喷嘴件向下的熔锅的供料入口处直立着一个供料管，一个粒状金属材料的供料装置与上述供料管相连，同时，一个用来向熔锅中熔融金属表面的空隙区提供惰性气体的气体管路设于供料管中或在其上部，一个具有传递功能的氧气检测器安装在位于供料管上方的供料装置上，朝向供料管的氧气传感器。

附图说明

图1是能够完成据本发明的防止熔锅中熔融金属氧化的方法的一个装置的示意图。

具体实施方式

在附图中，1是一个金属材料的熔锅，由一个外圆周绕着带式加热器3的圆柱体组成。这个熔锅1安装在一个与挤压装置(未示出)成45°的斜面上，带有一个位于其末端的喷嘴件2。称重室4所需的长度是由小于熔锅内径的一个直径所限定，并位于熔锅1与喷嘴件2连通的末端内。

一个供料入口5在熔锅1的中央并朝上开口，一个金属材料的供料装置6由一个件16固定在熔锅1上，并与直立在该供料入口5的供料管7相连。

熔锅1的后端开口，由一个搅动件8和一个熔化金属15的喷射件9组成的搅动及喷射装置从后部安装进内部。

搅动件8由一个带有若干排旋转搅动翅10的旋转轴组成，该旋转搅动翅不连续地围绕在轴端部的外圆表面。旋转搅动翅10的外径与熔锅1的内径基本相同，一个还用作导向器的分隔法兰11整体形成，与熔锅1内圆表面接触，并围绕在搅动翅10后部轴段圆周上。

前述的喷射件具有一个从搅动件8前部与称重室4相接合的喷射柱塞12，利用喷射柱塞12推进，通过从一个喷嘴件2喷射从而将已储存在称重室4中的预定量熔融金属15填充在一未示出的模子中。

13是惰性气体，例如氩，的气体管路，它与一个压力容器14相连。这个气体管路13通过从供料管7上部穿过熔锅内部安装在熔锅1中，管路的一个开口端13a靠近供料入口5下方的搅动翅10处，或将开口端13a连接到供料管7的上部，如点划线所示。

在靠近气体管路13的压力容器14处设有一个减压阀17和一个流速阀18，这样能够控制充入压力容器14中的惰性气体的流速和排气压力。

供料装置6包括一个在水平圆柱体61中的螺旋输送器62，可以通过一个在圆柱体后部的电机63转动该螺旋输送器62，从而将粒状金属材料从圆柱体后部上方的输入口64运送到供料管7中，该供料管7与位于圆柱体前部下方的输送口65相连，在圆柱体61前部位于供料管7上的地方开有一个连通孔66，以便安装具有传输功能的氧气检测器20，一个氧气传感器19从连通孔66处朝向供料管7的内部。

这个氧气传感器20，虽然未示出，与前述带式加热器3的加热电源和供料装置6的电机电源电连接，这些电源被设置成通过输入一个从氧气检测器20传送来的电子输出信号而断开或连接。

在组成成分中，惰性气体从压力容器14通过气体管路13或供料管7注入熔锅1中熔融金属表面15a上，使得熔锅中的空隙区充满惰性气体。这样可以防止熔融的金属材料氧化，即使是在氧气进入熔锅1时。而且，由于熔锅设在一个斜坡上，进入熔锅1的一部分惰性气体从熔锅1上的缺口或输入口64漏出。这可以防止大气从熔锅1的上部进入，也能防止大气从输入口64进入，同时供料装置6中也通过惰性气体运送金属材料，这样就将引起氧化的氧渗透限制到金属材料的氧化表面少量的氧。

熔锅1和供料管7中氧气的浓度总是由氧气检测器20的氧气传感器19进行测量。当测量的氧气浓度等于或小于一个预定的参考值(标准的例如是100ppm)时，加热器的加热熔化操作和供料装置的供料操作会继续。随后，熔融金属被称重，通过前述喷射柱塞12的推进和反向运动喷射并注入模具中。

但是如果氧气传感器19测量到的氧气浓度超过了规定的100ppm，氧气检测器20将输出一个错误信号。这个输出信号将关闭带式加热器3的加热电源从而停止加热，同时关闭供料装置6的电机电源，停止供料，只是继续供应氩。

停止供料可以防止氧气粘附在粒状材料的表面并进入熔锅1，能够控制氧气的浓度，使其等于或低于规定值。停止加热还可以控制熔融金属的温度。

当通过该停止加热和停止供料使得氧气浓度等于或低于前述的参考值时，加热电源和电机电源同时开启重新开始加热和供料，并开始熔化新的金属材料。

因此，熔锅1中的熔融金属材料的氧化，尤其是熔融金属表面或由于飞溅而粘附在壁表面或者空隙区内部件的熔渣，得到了控制，即使在熔渣落到熔融金属的表面并与熔融金属相混合时，也能防止该混合物成为氧化杂质，从而提高了模注的质量和精度，甚至可用于生产通过向模具中喷射熔融金属的金属产品。

此外，在熔化、注模过程中，也防止了由于氧化熔渣很难积聚而引起的搅动件或喷射件的不正确操作，并且解决了氧化物所带来的不便，即使是延时的模塑，也能够保持长时间的稳定成型。

Claims (2)

1、一种防止熔锅中熔融金属材料氧化的方法，上述熔锅包括一个在端部与一个喷嘴件相连的称重室，一个可旋转的内部搅动件和一个可伸缩从而使其末端喷射柱塞经过搅动件进入称重室的喷射件，当熔锅中熔化金属材料时，上述喷嘴件在熔锅的下部安装在一个斜面上；该方法包括下述步骤：使熔锅中熔融金属表面的一个间隙区形成惰性气氛，测量并监控上述间隙区的氧气浓度，当测到的氧气浓度超过预定的参考值时，判定为错误，并停止加热和供料。

2、一种防止熔锅中熔融金属材料氧化的装置，该装置包括一个在其端部与一个喷嘴件相连的称重室；一个可旋转的内部搅动件；和一个可伸缩从而使其末端的喷射柱塞经过搅动件进入称重室的喷射件，当熔锅中熔化金属材料时，上述喷嘴件在熔锅的下部并安装在一个斜面上，熔锅的供料入口处直立着一个供料管，一个粒状金属材料供料装置连接到供料管上，同时，一个将惰性气体供应到上述熔锅中熔融金属表面的空隙区的气体管路设置在供料管内部或者上方，在供料管上方的供料装置上安装有一个带有传递功能的氧气检测器，该检测器在供料管中面向一个氧气传感器。