CN116117115A - 一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，浇注工艺通过如下装置实施，该装置包括冒口件和感应线圈，冒口件和感应线圈之间还设有加热环套，电源箱放置于移动车架上方，且移动车架的上方焊接有龙门架，龙门架处高位安装有电动葫芦悬吊感应线圈，该浇注工艺流程如下：S1.通过移动车架整体转移至铸模处，根据冒口和感应线圈的规格选择合适加热环套进行预热；S2.浇铸时通过感应线圈对冒口内持续处理；S3.浇铸完成后关闭电源，停止电磁感应加热，感应线圈随移动车架灵活转移工位。该发明通过感应线圈对冒口内感应加热的方式，保证冒口的补缩效果，可以在不同铸件加工时灵活套用，提高生产效率，配套工艺设备结构简单合理。
Description
技术领域
本发明涉及污水净化技术领域，具体为一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺。
背景技术
在进行铸件加工时，在现代工艺中铸件凝固时的液态收缩和凝固收缩主要通过冒口进行补缩，通过合适规格大小的冒口来保证成型铸件的充分补缩，避免缩孔深入铸件内部影响成品质量，而冒口过小补缩不足，冒口过大影响铸锭的利用率，因而通常还需要通过额外热源来补偿冒口的热量损失，延缓冒口凝固时间，保证冒口的补缩效果，从而尽可能减小冒口尺寸同时保证铸锭质量。
现有技术中常见的冒口外热源包括电阻加热、电极加热和电渣补缩等，而这些方式在加热面积或加热效率方面或多或少存在不足，现也有如中国专利公开号为CN104826997B的铸造冒口感应加热装置及铸造冒口感应加热方法，通过感应加热的方式延长冒口凝固时间效果比普通保温冒口和发热冒口更加显著，方便实现冒口内金属液温度的稳定实时控制，但是该类感应加热的方式需要相应的导电圆环套、配套的电源和配合使用的温度控制检测设备等，现有工艺中直接套用感应加热较为不便，一些车间设备散落，一些处理不当造成的高温和电流漏电等隐患都容易影响生产安全，同时采用感应加热本身可方便循环利用，而缺少相应的工艺配合也不便于感应加热设备的高效利用，鉴于此，针对上述问题，深入研究，遂有本案产生。
针对上述问题，在原有铸件冒口浇注工艺的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，以解决上述背景技术中提出铸件冒口浇注工艺冒口外热源效率较差，感应加热不便于灵活使用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，所述浇注工艺通过如下装置实施，该装置包括冒口件和感应线圈，所述冒口件和感应线圈之间还设有加热环套，且感应线圈两端通过水冷电缆与电源箱连接；
所述电源箱放置于移动车架上方，且移动车架为分体式结构，并且移动车架的上方焊接有龙门架；
所述龙门架处高位安装有电动葫芦，且感应线圈通过电动葫芦悬吊设置；
该浇注工艺流程如下：
S1.准备预热
通过移动车架转移至铸模处，根据铸模与冒口件的直径规格选择合适尺寸的加热环套，再通过电动葫芦下放感应线圈至加热环套外部，准备开始浇铸的时候，开启电磁感应加热预先对冒口件进行预热；
S2.浇铸
将熔炼液体浇注至铸模内，通过感应线圈对冒口件内持续处理，对冒口件外部的加热环套进行加热，进而对冒口件内进行加热，减小冒口内外温度差以及冒口件处热量的额外损失，延缓冒口内金属液的凝固；
S3.浇铸完成
浇铸完成后随即关闭电源，停止电磁感应加热，感应线圈随移动车架灵活转移工位，待冷却后将成型件从铸模中脱出，切除冒口部分，进行后续加工。
优选的，所述移动车架装载安装有温度记录仪，且温度记录仪连接热电偶。
优选的，所述热电偶为K型热偶，用于测量金属液和加热环套的温度，由热电偶测得的温度信号传输给温度记录仪，且温度记录仪将热电偶测量出的数据实时记录，通过观察温度记录仪上的指示信息来调节电源箱的输出功率，进而调节加热环套的温度。
优选的，所述龙门架的正面开设有Y轴导轨，且安装横梁沿Y轴导轨构成升降结构；
所述安装横梁的内部开设有X轴导轨，且电动葫芦沿X轴导轨构成左右平移结构。
优选的，所述X轴导轨和Y轴导轨的内部分别设置有第一驱动丝杆和第二驱动丝杆，且第一驱动丝杆和第二驱动丝杆的侧端均对应安装有伺服电机控制驱动；
所述电动葫芦和安装横梁分别通过第一驱动丝杆和第二驱动丝杆构成丝杆传动结构。
采用上述技术方案，通过龙门结构配合双轴坐标驱动调整方便感应线圈灵活转移配合不同冒口件使用。
优选的，所述感应线圈和加热环套之间放置有绝热绝缘材料，且感应线圈配套设置有6-12个半径逐级减小的加热环套，通过加热环套的结构尺寸来适应生产中不同尺寸冒口件的需求；
所述移动车架上开设有加热环套的存储箱体结构。
采用上述技术方案，方便感应线圈配合不同的加热环套进行适应性使用，方便配合移动车架灵活使用。
优选的，所述加热环套的材料熔点高于浇铸金属液温度，且加热环套材质为石墨、钢、铁、铜或铝材料中的一种。
采用上述技术方案，加热环套通过感应加热装置，为冒口件1部位提供额外的热量，起预热作用，以达到延长金属液冷却时间的目的。
优选的，所述电源箱电源频率采用中频，且电源箱内部采用循环水冷方式进行冷却，通过调节电源箱的输出功率来控制加热环套的预热温度以及浇注后冒口件处持续温度稳定。
采用上述技术方案，电源箱用于控制电路开关和功率，为感应线圈提供交变电流。
优选的，所述感应线圈和水冷电缆均通有冷却水进行换热，且水冷电缆始终通有冷却水，并且感应线圈在停止电磁感应加热后通入冷却水。
采用上述技术方案，方便快速冷却和转移工位，防止烧坏感应线圈和电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，
1、通过感应线圈对冒口内感应加热的方式，补偿冒口的热量损失，延缓冒口凝固时间，保证冒口的补缩效果，从而尽可能减小冒口尺寸同时保证铸锭质量，与普通工艺中冒口的保温加热方式相比效率更高，不会对冒口内的金属液造成污染，避免补缩不足的同时进一步减少铸件内的夹杂等缺陷，同时设备工艺简单容易实现，配合移动车架和龙门架的转移设置和双轴坐标调整，方便可适应于不同规格铸件冒口的保温加热使用。
2、由于感应线圈加热的方式，感应线圈和加热环套等结构可重复使用，有效降低批量加工的实际应用成本消耗，相对降低生产成本，配合灵活的温度稳定控制快速预热降温，设备整体还可以快速转移，通过不同规格的加热环套配合还可以在不同铸件加工时灵活套用，提高生产效率，配套工艺设备结构简单合理，方便生产，容易安装，可重复使用，加热速度快，使用灵活高效且相对成本低，有效提高生产效益。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图；
图2为本发明工艺设备整体结构示意图；
图3为本发明图2中a处放大结构示意图；
图4为本发明冒口、感应线圈和加热环套配合结构示意图；
图5为本发明安装横梁俯剖结构示意图。
图中：1、冒口件；2、感应线圈；3、加热环套；4、水冷电缆；5、电源箱；6、移动车架；7、龙门架；8、电动葫芦；9、温度记录仪；10、热电偶；11、Y轴导轨；12、安装横梁；13、X轴导轨；14、第一驱动丝杆；15、第二驱动丝杆；16、伺服电机。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，铸件为钢制铸件，浇注工艺通过如下装置实施，该装置包括冒口件1和感应线圈2，冒口件1和感应线圈2之间还设有加热环套3，感应线圈2和加热环套3之间放置有绝热绝缘材料，且感应线圈2配套设置有8个半径逐级减小的加热环套3，通过加热环套3的结构尺寸来适应生产中不同尺寸冒口件1的需求，移动车架6上开设有加热环套3的存储箱体结构，方便感应线圈2配合不同的加热环套3进行适应性使用，方便配合移动车架6灵活使用，选择石墨材料作为加热环套3，通过感应加热装置，为冒口件1部位提供额外的热量，起预热作用，以达到延长金属液冷却时间的目的；
感应线圈2两端通过水冷电缆4与电源箱5连接，感应线圈2和水冷电缆4均通有冷却水进行换热，且水冷电缆4始终通有冷却水，并且感应线圈2在停止电磁感应加热后通入冷却水，方便快速冷却和转移工位，防止烧坏感应线圈2和电路；
电源箱5放置于移动车架6上方，且移动车架6为分体式结构，并且移动车架6的上方焊接有龙门架7，电源箱5电源频率采用中频，且电源箱5内部采用循环水冷方式进行冷却，通过调节电源箱5的输出功率来控制加热环套3的预热温度以及浇注后冒口件1处持续温度稳定，电源箱5用于控制电路开关和功率，为感应线圈2提供交变电流；
移动车架6装载安装有温度记录仪9，且温度记录仪9连接热电偶10，热电偶10为K型热偶，用于测量金属液和加热环套3的温度，由热电偶10测得的温度信号传输给温度记录仪9，且温度记录仪9将热电偶10测量出的数据实时记录，通过观察温度记录仪9上的指示信息来调节电源箱5的输出功率，进而调节加热环套3的温度。
龙门架7处高位安装有电动葫芦8，且感应线圈2通过电动葫芦8悬吊设置，龙门架7的正面开设有Y轴导轨11，且安装横梁12沿Y轴导轨11构成升降结构，安装横梁12的内部开设有X轴导轨13，且电动葫芦8沿X轴导轨13构成左右平移结构，X轴导轨13和Y轴导轨11的内部分别设置有第一驱动丝杆14和第二驱动丝杆15，且第一驱动丝杆14和第二驱动丝杆15的侧端均对应安装有伺服电机16控制驱动，电动葫芦8和安装横梁12分别通过第一驱动丝杆14和第二驱动丝杆15构成丝杆传动结构，通过龙门结构配合双轴坐标驱动调整方便感应线圈2灵活转移配合不同冒口件1使用。
该浇注工艺流程如下：
S1.准备预热
通过移动车架6转移至铸模处，根据铸模与冒口件1的直径规格选择合适尺寸的加热环套3，再通过电动葫芦8下放感应线圈2至加热环套3外部，准备开始浇铸的时候，开启电磁感应加热预先对冒口件1进行预热，这样在浇注金属液后当金属液进入冒口件1中时可以减小冒口件1内金属液和冒口件1之间的温度差，达到延缓冒口件1内金属液凝固的效果，从而提高铸件冒口件1的补缩效率；
S2.浇铸
将熔炼液体浇注至铸模内，通过感应线圈2对冒口件1内持续处理，对冒口件1外部的加热环套3进行加热，进而对冒口件1内进行加热，减小冒口件1内外温度差以及冒口件1处热量的额外损失，延缓冒口件1内金属液的凝固；
S3.浇铸完成
浇铸完成后随即关闭电源，停止电磁感应加热，感应线圈2随移动车架6灵活转移工位，待冷却后将成型件从铸模中脱出，切除冒口件1部分，进行后续加工。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述浇注工艺通过如下装置实施，该装置包括冒口件（1）和感应线圈（2），所述冒口件（1）和感应线圈（2）之间还设有加热环套（3），且感应线圈（2）两端通过水冷电缆（4）与电源箱（5）连接；
所述电源箱（5）放置于移动车架（6）上方，且移动车架（6）为分体式结构，并且移动车架（6）的上方焊接有龙门架（7）；
所述龙门架（7）处高位安装有电动葫芦（8），且感应线圈（2）通过电动葫芦（8）悬吊设置；
该浇注工艺流程如下：
S1.准备预热
通过移动车架（6）转移至铸模处，根据铸模与冒口件（1）的直径规格选择合适尺寸的加热环套（3），再通过电动葫芦（8）下放感应线圈（2）至加热环套（3）外部，准备开始浇铸的时候，开启电磁感应加热预先对冒口件（1）进行预热；
S2.浇铸
将熔炼液体浇注至铸模内，通过感应线圈（2）对冒口件（1）内持续处理，对冒口件（1）外部的加热环套（3）进行加热，进而对冒口件（1）内进行加热，减小冒口件（1）内外温度差以及冒口件（1）处热量的额外损失，延缓冒口件（1）内金属液的凝固；
S3.浇铸完成
浇铸完成后随即关闭电源，停止电磁感应加热，感应线圈（2）随移动车架（6）灵活转移工位，待冷却后将成型件从铸模中脱出，切除冒口件（1）部分，进行后续加工。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述移动车架（6）装载安装有温度记录仪（9），且温度记录仪（9）连接热电偶（10）。
3.根据权利要求2所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述热电偶（10）为K型热偶，用于测量金属液和加热环套（3）的温度，由热电偶（10）测得的温度信号传输给温度记录仪（9），且温度记录仪（9）将热电偶（10）测量出的数据实时记录，通过观察温度记录仪（9）上的指示信息来调节电源箱（5）的输出功率，进而调节加热环套（3）的温度。
4.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述龙门架（7）的正面开设有Y轴导轨（11），且安装横梁（12）沿Y轴导轨（11）构成升降结构；
所述安装横梁（12）的内部开设有X轴导轨（13），且电动葫芦（8）沿X轴导轨（13）构成左右平移结构。
5.根据权利要求4所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述X轴导轨（13）和Y轴导轨（11）的内部分别设置有第一驱动丝杆（14）和第二驱动丝杆（15），且第一驱动丝杆（14）和第二驱动丝杆（15）的侧端均对应安装有伺服电机（16）控制驱动；
所述电动葫芦（8）和安装横梁（12）分别通过第一驱动丝杆（14）和第二驱动丝杆（15）构成丝杆传动结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述感应线圈（2）和加热环套（3）之间放置有绝热绝缘材料，且感应线圈（2）配套设置有6-12个半径逐级减小的加热环套（3），通过加热环套（3）的结构尺寸来适应生产中不同尺寸冒口件（1）的需求；
所述移动车架（6）上开设有加热环套（3）的存储箱体结构。
7.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述加热环套（3）的材料熔点高于浇铸金属液温度，且加热环套（3）材质为石墨、钢、铁、铜或铝材料中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述电源箱（5）电源频率采用中频，且电源箱（5）内部采用循环水冷方式进行冷却，通过调节电源箱（5）的输出功率来控制加热环套（3）的预热温度以及浇注后冒口件（1）处持续温度稳定。
9.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应加热技术的铸件冒口浇注工艺，其特征在于：所述感应线圈（2）和水冷电缆（4）均通有冷却水进行换热，且水冷电缆（4）始终通有冷却水，并且感应线圈（2）在停止电磁感应加热后通入冷却水。
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2023
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