CN112325639A - 一种金属熔铸炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属熔铸炉，其包括封闭腔室以及设置于封闭腔室中的熔炉以及旋转盘，封闭腔室侧旁设置有真空调压***，熔炉设置于封闭腔室的中部或者上部位置相对于旋转盘的对侧，所述熔炉为双热源熔炉，以高频电磁感应线圈以及燃气燃气燃烧器作为热源进行对熔炉进行加热；而旋转盘设置于封闭腔室的下部，其上放置钢锭模或者铸件模；并在熔炉与旋转盘之间设置有缓流斜管，该缓流斜管的内管为上部截面大于下部截面的变截面结构，并在中间位置设置有一个膨胀节；所述内管外侧包绕有中频电磁感应线圈。本发明结构紧凑，适用于铝和铝合金材料的加工熔铸。
Description
技术领域
本发明涉及金属铸造加工技术领域，具体为一种适合于铝及铝合金加工的金属熔铸炉。
背景技术
作为一种性能优异的金属材料，铝及铝合金的使用人们的生产生活中已经越来越广泛，我国在铝加工及生产行业上，已经经历了几十年的发展，在大量引进和自身的努力发展之下，国内已经形成了从原铝生产到铝制品销售的完整产业链。
熔铸作为铝产品加工企业中的一项重要的生产工艺，需要使用到熔铸炉，熔铸炉对应的熔铸作业的耗能量占到生产工艺总能耗的40％左右。现有技术中的熔铸炉一般是真空室内配感应炉，利用感应线圈感应发热进行金属熔铸，现有的常规真空感应式熔铸炉在国内外都具备成熟的制造技术，但这种常规真空感应式熔铸炉通常结构较为简单，能耗较高，而常压或者正压式熔铸炉在对活泼金属如铝及铝基合金等进行熔铸加工时反应较为剧烈，难于控制，容易出现溅渣的情况。另外，在该技术条件下，熔铸炉对于薄壁铸件或者长细铸件进行铸造成型时还容易出现铸件的充型及补缩不理想的情况。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种金属熔铸炉，可用以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种金属熔铸炉，包括封闭腔室，所述封闭腔室内设置有熔炉以及旋转盘，封闭腔室的顶面和对应旋转盘侧设置有开口，并在开口位置通过密封盖进行密封，封闭腔室侧旁通过管路设置有真空调压***，并通过真空调压***调整密封封闭后的封闭腔室的压力状态；所述旋转盘设置于封闭腔室的下部，而用于对熔融金属进行铸造加工处理的钢锭模或者铸件模则设置于所述旋转盘上；所述熔炉设置于封闭腔室的中部或者上部位置相对于旋转盘的对侧，所述熔炉为双热源熔炉，以高频电磁感应线圈以及燃气燃气燃烧器作为热源进行对熔炉进行加热；同时在所述熔炉与所述旋转盘之间设置有缓流斜管，所述缓流斜管包括同心设置的内管以及外管，其内管为变截面结构，内管包括上端进口以及下端出口，且内管的上部截面大于下部截面，并在中间位置设置有一个膨胀节；所述内管外侧包绕有中频电磁感应线圈。
作为进一步限定，所述熔炉外侧包绕有感应线圈，而所述感应线圈与控制电源电连接；而在所述熔炉底部还设置有燃气加热夹层，该燃气加热夹层中对应设置有对熔炉进行加热的燃气燃烧器，该燃气燃烧器上连接有混合气体加压装置，所述混合气体加压装置上通过独立管路分别连接空气供气管路以及燃气供气管路。
作为进一步限定，所述混合气体加压装置在对应燃气燃烧器的燃烧位置设置有旋转喷吹装置，以在燃气燃烧器上燃烧的过程中产生螺旋状火焰，以提高对熔炉底面的加热效率。
作为进一步限定，所述熔炉固定设置于翻转机构上，通过翻转结构翻转来对熔炉中的熔炼物料倾倒至缓流斜管中。
作为进一步限定，所述缓流斜管的倾角为20～25°。
作为进一步限定，所述缓流斜管的内管具有光滑内壁，且内管中的截面变化成连续变化状态。
作为进一步限定，所述旋转盘的底部设旋转轴，该旋转轴通过密封座穿出封闭腔室并外接旋转驱动电机。
作为进一步限定，放置于所述旋转盘上的钢锭模或者铸件模上自带浇口杯，并通过浇口杯连接所述缓流斜管内管对应的下端出口。
作为进一步限定，所述真空调压***中内置有压力表组件，以通过压力表组件实时显示封闭腔室内的压力状态。
有益效果：本发明的金属熔铸炉设备性能优良、运行稳定可靠，对封闭腔室内的真空状态要求较低，能有效提高熔融速度和熔融时熔融金属液的状态稳定性，并通过设置缓流斜管来对熔融金属液进行状态保持，并连续而缓慢地注入钢锭模或者铸件模进行浇铸，有效保证了浇铸产品的质量，同时，这种浇铸生产方式能有效提高利用铝或者铝合金液作为原料进行薄壁铸件或者长细铸件浇铸时的效果，获得良好的充型及补缩效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的示意图。
图2为本发明较佳实施例的缓流斜管的结构细节图。
图中：1、下料口；2、顶密封盖；3、真空调压***；4、高频电磁感应线圈；5、熔炉；6、高频控制电源；7、空气供气管路；8、燃气供气管路；9、混合气体加压装置；10、燃气加热夹层；11、燃气燃烧器；12、缓流斜管；13、旋转轴；14、旋转轴控制单元；15、旋转盘；16、侧密封盖；17、铸件模；18、浇口杯；19、中频控制电源；20、中频电磁感应线圈；21、外管；22、膨胀节；23、变截面通道；24、内管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1、图2的一种金属熔铸炉的较佳实施例，在本实施例中，金属熔铸炉包括封闭腔室，该封闭腔室通过铸铁外壳体进行密封，并在铸铁外壳体内侧衬装有保温材料，封闭腔室上部和左侧设置有开口，并在上部开口位置通过带下料口1的顶密封盖2进行顶面封闭，在左侧开口位置通过带法兰结构的侧密封盖16进行密封。封闭腔室的右侧还设置有一个真空调压***3，通过真空调压***3可对密封封闭后的封闭腔室内的压力状态进行调整，该真空调压***3中内置有压力表组件，以通过压力表组件实时显示封闭腔室内的压力状态。
封闭腔室的右侧中部设置有一个熔炉5，该熔炉5固定设置于一个翻转支架上，通过控制翻转支架可以将熔炉5沿逆时针翻转，来将熔炉5中熔融的液态金属倒出至缓流斜管12中。在本实施例中，熔炉5为一个双热源熔炉，熔炉5的侧壁上设置有高频电磁感应线圈4，高频电磁感应线圈4与高频控制电源6电连接，以对熔炉5进行电加热；而在熔炉5的底部设置有燃气加热夹层10，该燃气加热夹层10中设置有一个燃气燃烧器11，该燃气燃烧器11具有正对熔炉5底部的炉头，其炉头上设置有若干旋转喷吹装置，这些旋转喷吹装置通过管路连接混合气体加压装置9，并通过混合气体加压装置9外接空气供气管路7以及燃气供气管路8，空气供气管路7以及燃气供气管路8为混合气体加压装置9按照比例供气，并在混合气体加压装置9内将两股气体混合均匀后加压通入燃气燃烧器11，并在旋转喷吹装置位置点燃并产生螺旋状火焰。在现有技术中，高频电磁感应线圈4的热效率较低，一般在35～20％之间，其优点在于加热速度较快；而采用燃气为燃料，热效率相对较高，最高可到55％左右，最低也能达到40％左右，但是其缺陷在于加热均匀度不高，且加热速度慢，本发明通过设置双热源熔炉可在保证熔融速率和熔融效果的状态下，有效提高热效率，高频电磁感应线圈4和燃气燃烧器11进行同功率输出时，其热效率能控制在45％左右，同时熔融时间相比于同功率纯燃气状态要低30％左右，仅比同功率感应热熔要低15％左右。
熔融并稳定后的液态金属在熔炉5翻转后落入缓流斜管12中，而缓流斜管12设置于封闭腔室中间位置，与水平面之间保持有37°的夹角，缓流斜管12上部为进口，而下部为出口，缓流斜管12的结构如图2所示，包括外管21以及内管24，并在外管21与内管24之间的夹层中设置有中频电磁感应线圈20，该中频电磁感应线圈20外接中频控制电源19，并通过中频控制电源19控制输出，其内管24具有光滑内壁，上部截面大于下部截面，且内管中的截面变化成连续变化状态，并在内管24的中间位置还设置有一个膨胀节22作为缓冲存储结构。熔炉5中的熔融液态金属进入缓流斜管12后通过中频电磁感应线圈20的作用在缓流斜管12中保持稳定态，而具有特定倾斜角度的缓流斜管12，配合金属液流的自重以及内管24的变截面和膨胀节22的结构组合能在内管24的出口形成稳定留出的稳定流，使得流入铸件模17中的金属液流处于稳定态，从而在铸件模17内获得良好的充型及补缩效果，提高铸件模17中成型的铸件的质量，尤其适合于活泼金属(如铝或者铝合金)的薄壁铸件或者长细铸件成型。
在本实施例中，铸件模17的上部配有浇口杯18，且铸件模17固定放置在一个旋转盘15上，该旋转盘15的底部设旋转轴13，该旋转轴13通过密封座穿出封闭腔室并外接旋转轴控制单元14，该旋转轴控制单元14为一个密封箱体结构，其内设置有旋转驱动电机以及减速器，而旋转轴13与减速器的输出端相连，并通过旋转驱动电机进行驱动转动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种金属熔铸炉，包括封闭腔室，其特征在于，所述封闭腔室内设置有熔炉以及旋转盘，封闭腔室的顶面和对应旋转盘侧设置有开口，并在开口位置通过密封盖进行密封，封闭腔室侧旁通过管路设置有真空调压***，并通过真空调压***调整密封封闭后的封闭腔室的压力状态；所述旋转盘设置于封闭腔室的下部，而用于对熔融金属进行铸造加工处理的钢锭模或者铸件模则设置于所述旋转盘上；
所述熔炉设置于封闭腔室的中部或者上部位置相对于旋转盘的对侧，所述熔炉为双热源熔炉，以高频电磁感应线圈以及燃气燃气燃烧器作为热源进行对熔炉进行加热；同时在所述熔炉与所述旋转盘之间设置有缓流斜管，所述缓流斜管包括同心设置的内管以及外管，其内管为变截面结构，内管包括上端进口以及下端出口，且内管的上部截面大于下部截面，并在中间位置设置有一个膨胀节；所述内管外侧包绕有中频电磁感应线圈。
2.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述熔炉外侧包绕有感应线圈，而所述感应线圈与控制电源电连接；而在所述熔炉底部还设置有燃气加热夹层，该燃气加热夹层中对应设置有对熔炉进行加热的燃气燃烧器，该燃气燃烧器上连接有混合气体加压装置，所述混合气体加压装置上通过独立管路分别连接空气供气管路以及燃气供气管路。
3.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述混合气体加压装置在对应燃气燃烧器的燃烧位置设置有在燃气燃烧器上燃烧的过程中产生螺旋状火焰的旋转喷吹装置。
4.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述熔炉固定设置于翻转机构上，通过翻转结构翻转来对熔炉中的熔炼物料倾倒至缓流斜管中。
5.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述缓流斜管的倾角为20～25°。
6.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述缓流斜管的内管具有光滑内壁，且内管中的截面变化成连续变化状态。
7.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述旋转盘的底部设旋转轴，该旋转轴通过密封座穿出封闭腔室并外接旋转驱动电机。
8.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，放置于所述旋转盘上的钢锭模或者铸件模上自带浇口杯，并通过浇口杯连接所述缓流斜管内管对应的下端出口。
9.根据权利要求1所述的金属熔铸炉，其特征在于，所述真空调压***中内置有压力表组件，以通过压力表组件实时显示封闭腔室内的压力状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210205 |