CN1530623A

CN1530623A - 高周波即熔式熔解方法及装置

Info

Publication number: CN1530623A
Application number: CNA031200117A
Authority: CN
Inventors: 胡龙江
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-22

Abstract

本发明提供一种高周波即熔式熔解方法及装置，该装置包含有一上炉与一可脱离地卡合在该上炉底部的下炉；该上炉包括一固结其内且恒保持有熔解汤液的加热钵、一固结在该加热钵下方的过滤锅，及可使欲熔解的金属材料进行熔解的第一高周波加热装置，该下炉的外周侧具有一可提高上述熔解汤液温度的第二高周波加热装置。该方法包括步骤(一)：设置一高周波熔炉，其内设一恒保存有熔解汤液且顶部开有溢流口的加热体；及步骤(二)：将欲熔解的金属材料浸入上述熔解汤液中使其快速即熔。本发明可迅速地将欲熔解的材料进行熔解，同时可将熔解的汤液进行加热及保温，以减少该等材料产生氧化变质情形。

Description

高周波即熔式熔解方法及装置

【技术领域】

本发明涉及一种高周波熔解方法，特别是涉及一种可迅速地将欲熔解的材料进行熔解，同时将熔解的汤液进行加热及保温功效，以减少该等材料产生氧化变质情形的高周波即熔式熔解方法及装置。

【背景技术】

如图1所示，一般高周波感应电炉1，具有一电炉本体11、一固设在该电炉本体11的内壁面上且可置放欲熔解的材料2的加热钵12，及一固设在该电炉本体11的外壁面且可使该等材料2产生熔解的高周波加热装置13；该高周波加热装置13具有一可围绕在该电炉本体11的外壁面的水冷式感应线圈131，及一连结该水冷式感应线圈131且供应该水冷式感应线圈131的动力来源的控制单元132，该等材料2可为常见的镁、铝、锑、铜或其合金等的金属，且该等材料2受到加热熔解后会形成熔解汤液2’。

如图1所示，当该高周波加热装置13的控制单元132使该水冷式感应线圈131产生磁电感应，并使得该水冷式感应线圈131产生高电流，如此，可依据电学原理，热量(H)＝电流(I)×电流(I)×电阻(R)×时间(T)，而显示出热量与电流的平方成正比，所以提高电流可获致更高的热能产生，使该等金属材料2的表面温度上升至熔化情形，且表面熔化后，新的表面温度又迅速地升高而继续熔化，直到全部熔化为止。

如图2所示，倘若当操作者想要将该等材料2进行高温金属压铸的加工作业时，因为该等材料2的压铸温度高于熔点温度，所以需要另外设置一可供该熔解汤液2’提高温度的加热炉体3，以达成加热功能，接着，再利用倾倒方式将熔解汤液2’容置到一压铸机(图未示)的进料单元，或利用如图2所示，在该加热炉体3的底壁31上开设有一通孔32，在该通孔32上嵌置一可与该通孔32脱离的挡杆4，当操作者将该挡杆4往上脱离该通孔32时，即可使该熔解汤液2’自该加热炉体3中泄漏流出，如此，虽可让操作者顺利地完成压铸加工，但是，该一般高周波感应电炉1实际使用时仍存有下列缺失：

1.当操作者想要进行压铸加工时，需要先将该等材料2设一炉体进行熔解作业，再进一步将该熔解汤液2’加热直到压铸作业所需的汤温，最后再利用倾倒方式或挡杆4方式使该熔解汤液2’顺利地置入一压铸机的进料单元内，如此繁复的加工步骤，不但起炉慢与边做边停而浪费时间、能源且相对也会降低工作效率。

2.当加热钵12内的熔解汤液2’逐渐增多时，需要利用倾倒方式或挡杆4方式将熔解汤液2’脱离该加热钵12，但是如此间断性的倾倒动作，除了使该等材料2与该加热钵12底壁的接触面积呈大小不一的情形，也使该一般高周波感应电炉1的磁电加热作用，受到接触面积的影响，而使该等材料2无法达到快速地「即熔」，促使该等材料2容易在30分钟～60分钟熔解周期间受到空气中的水气而产生氧化作用，造成该等材料2特性受强烈的氧化或化学作用而产生杂质使铸件品质不良，容易使铸件完成后产生强度不足的缺憾，另外，该等材料2无法快速即熔，相对会加大该高周波加热装置13的能源损耗，而徒增加工成本，且压铸机炉体的损耗与保养经费极大。

3.当操作者在使用倾倒方式时，容易受到极高温的熔解汤液2’蒸气烫伤，或受到泼溅出来的熔解汤液2’烫伤，相对使操作者的生命安全受到莫大的威胁，倘若操作者采用挡杆4方式，经过一段使用时间后，该挡杆4容易受到些许金属积屑或杂质堆积在该加热炉体3的通孔32，而容易产生间隙，造成泄漏的情形发生。

【发明内容】

本发明的目的是在提供一种可迅速地将欲熔解的材料进行熔解，同时可将熔解的汤液进行加热及保温，以减少该等材料产生氧化变质情形的高周波即熔式熔解方法及装置。

依据本发明的高周波即熔式熔解方法，其特征在于包含下列步骤：

步骤(一)：设置一高周波熔炉，其内设一恒保存有熔解汤液且顶部开有溢流口的加热体；

步骤(二)：将欲熔解的金属材料浸入上述熔解汤液中使其快速即熔。

依据本发明的高周波即熔式熔解装置，包含一上炉与一装设在该上炉底部的下炉，其特征在于：

该上炉，沿一中心轴线围绕出一内壁面及一反向的外壁面，并包括一固结在该内壁面且恒保持有熔解汤液的加热钵，一固结在该加热钵下方的过滤锅，及一固设在该外壁面且可熔解金属材料的第一高周波加热装置，该加热钵于一定高度处设有一个以上使熔解汤液流出的溢流口，该过滤锅具有数个过滤自该溢流口流出的熔解液的过滤孔；及

该下炉，具有一顶开放口及一底开放口，该顶开放口可脱离地卡合在该上炉底部，而该下炉的外周侧固设有一第二高周波加热装置。

本发明的高周波即熔式熔解装置，还可以具有下述附加的技术特征：

该上炉可由不导电耐温材料例如石英管或硅管、氧化镁管制成。

该高周波即熔式熔解装置更可包含一连结该上炉的自动供料单元。

该上炉的内壁面可设有一位于该加热钵与该过滤锅之间的挡环。

该加热钵的一开放口可设有一向外侧延伸的凸耳，而该上炉的内壁面更设有一卡置体，该加热钵的凸耳卡置于该卡置体。

该过滤锅的一开放口可设有一向外侧延伸的托部。

该加热钵也可直接烧结在该上炉的内壁面上。

该高周波即熔式熔解装置更可包含一装设在该加热钵的底缘的第一感温单元。

该高周波即熔式熔解装置更可包含一成型在该上炉的内周壁上且可防止熔解汤液直接冲击该第一感温单元的阻隔件。

该高周波即熔式熔解装置更可包含一包覆在该下炉的外周侧的隔离层。

该第一高周波加热装置可具有一绕设在该上炉的外壁面的加热体，及一连结该加热体且供应该加热体的动力来源的控制单元。

该第二高周波加热装置可具有一绕设在该下炉的外周侧的加热体，及一连结该加热体且供应该加热体的动力来源的控制单元。

该下炉的底开放口可连结一进料单元，该进料单元连结一射出成型机。

该下炉的底开放口可连结一进料单元，该进料单元连结压铸机。

该进料单元可具有一使该熔解汤液保持一预定温度的第三高周波加热装置。

该第三高周波加热装置可包括一绕设在该进料单元的外周侧的加热体，及一连结该加热体且可供应该加热体的动力来源的控制单元。

更可包含装设在该下炉的外周侧一定高度处的一第二感温单元与一第三感温单元。

该第二感温单元装设高度相当于该下炉内的熔解汤液液面上。

该第三感温单元是装设在该第二感温单元下方。

【附图说明】

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是一般高周波感应电炉的一平面图，说明欲熔解的金属材料受到感应磁力与对流作用的情形。

图2是该一般高周波感应电炉的一使用示意图，说明在一加热炉体的底壁上嵌置有一挡杆。

图3是本发明的第一较佳实施例的一平面图。

图4是本发明的第二较佳实施例的一平面图。

【具体实施方式】

为了方便说明，在以下的实施例，类似的组件，是以相同标号来表示。

如图3所示，是本发明的高周波即熔式熔解方法及装置的一第一较佳实施例，该高周波即熔式熔解方法包含下列步骤：

步骤一：设置一具有上炉5与下炉6的高周波熔炉，其上炉5内部设有一恒保存有熔解汤液且顶部开设有溢流口的加热体，在本实施例中该加热体为一加热钵53。

步骤二：将欲熔解的金属材料7浸入上述熔解汤液中使其快速即熔者。

该高周波即熔式熔解装置，包含有一上炉5与一可卡合在该上炉5底部的下炉6。

该上炉5是选自一种如石英管、硅管或氧化镁管等的不导电耐热材料制成，且沿一中心轴线围绕出一内壁面51及一反向的外壁面52，并包括一固结在该内壁面51且恒保持有欲熔解金属材料7所产生的熔解汤液7’的加热钵53，一固结在该内壁面51上且位于该加热钵53下方的过滤锅54，及一固设在该外壁面52并可使欲熔解的金属材料7进行熔解的第一高周波加热装置55；该加热钵53以具有良好导磁性的导电体为最佳，且该加热钵53的开放口具有一向外侧延伸的环形凸耳531，及数个开设在加热钵53的凸耳531上并可供上述的熔解汤液7’溢流出来的溢流口532；该过滤锅54可以是碳钵或白铁材料制成，且该过滤锅54的开放口具有一向外侧延伸的环形托部541，及数个穿设在该过滤锅54的外周壁上的过滤孔542；而该上炉5的内壁面51更具有一可使该加热钵53的凸耳531卡置其上的环形卡置体56，另外，该第一高周波加热装置55具有一可绕设在该上炉5的外壁面52的加热体，及一连结该加热体且可供应该加热体的动力来源的控制单元552，该加热体在本实施例中为一水冷式感应线圈551，该卡置体56更具有数个通孔561，值得一提的是，该加热钵53也可直接烧结在该上炉5的内壁面51上。

该下炉6是选自一种碳钵或白铁的导电体，若兼具导磁性则更佳，例如白铁材料制成，包括一恰可容置在该上炉5的底部内的顶开放口61、一相反方向且直径小于该顶开放口61的底开放口62、一自该顶开放口61的外壁面凸伸形成的卡合座63，及一固设在该下炉6的外壁面上且可提高上述熔解汤液7’温度的第二高周波加热装置64；该卡合座63可与该上炉5形成卡合组结状，该第二高周波加热装置64具有一可绕设在该下炉6的外壁面的加热体，及一连结该加热体且可供应该加热体的动力来源的控制单元642，该加热体如同前述的第一高周波加热装置55为一水冷式感应线圈641，又，在本实施例中，如图3所示，该过滤锅54的托部541恰可卡置在该上炉5底部与该下炉6的顶开放口61之间，如此可借由该上炉5与该下炉6的容易拆卸分离的特性，而轻易地取出该过滤锅54，进行保养、维修工作。

此外，该上炉5的内壁面51更可包括一位于该加热钵53与该过滤锅54之间的环形挡环57，以控制熔解汤液的流动方向，该挡环57在本实施例中是直接烧结在该上炉中。

然而，在本实施例中，该加热钵53的凸耳531与该过滤锅54的托部541的直径略大于该上炉5的内周径，使得该加热钵53与该过滤锅54可与该上炉5的内壁面51形成一紧配合卡抵状，搭配该上炉5的卡置体56，与该上炉5底部、下炉6的顶开放口61的结构设计，分别可使该加热钵53与该过滤锅54形成卡置状的稳固组结，使得本发明的装置不会因为构件间产生松动或松脱的情形，相对具有保护操作者的生命安全的功效。

值得一提的是，该下炉6的底开放口62可连结一进料单元8，该进料单元8具有一可使该下炉6溢流出来的熔解汤液7’保持一预定温度的第三高周波加热装置81，该第三高周波加热装置81具有一可绕设在该进料单元8的外周侧的加热体，及一连结该加热体且可供应该加热体的动力来源的控制单元812，该加热体为一水冷式感应线圈811，然而，该进料单元8可依照操作者使用需求而连结到一射出成型机或各种压铸机例如压铸铸造机、离心铸造机、一般铸造机或连续铸造机。

如图3所示，使用时，当操作者首次使用本装置时，先将欲熔解的金属材料7置入该上炉5的加热钵53，借由该第一高周波加热装置55将该等材料进行熔解动作，使该加热钵53内的熔解汤液7’逐渐增多，如此一来，后续放入的金属材料便可置入即熔，直到上述熔解汤液7’累积的高度可以从该加热钵53的溢流口532中往下溢流出，且自该溢流口532流出的熔解汤液7’借由该过滤锅54的过滤孔542可过滤漂浮大体积、沉淀重量较大的杂质，即使上述的较重杂质沉淀在该过滤锅54的底部，接着，该熔解汤液7’流经过该下炉6时，再借由该第二高周波加热装置64依照使用需求进行适当提升温度的加热作业，最后，该熔解汤液7’会流入该进料单元8，并借该第三高周波加热装置81进行保温的作业行程，如此即完成本发明的高周波即熔式熔解装置的使用。

如图4所示，是本发明的高周波即熔式熔解装置的一第二较佳实施例，其不同于第一较佳实施例的地方在于：该加热钵53’的液流口532’是开设在外周壁适当高度位置，以供操作者可将熔解汤液7’液流的高度作适度的调整。

接着，如图3、4所示，本发明的装置更包含有一可连结该上炉5的自动供料单元9、一装设在该加热钵53、53’的底缘的第一感温单元100、一包覆在该下炉6的外周侧的隔离层110、一装设在该隔离层110外且高度位置相当于该熔解汤液7’液面上的第二感温单元120、一装设在该隔离层110外且位于该第二感温单元120下方的第三感温单元130，及一成型在该上炉5的挡环57上且可防止熔解汤液7’直接冲击该第一感温单元100的阻隔件140；该第一感温单元100可侦测到该加热钵53、53’内的熔解汤液7’的温度，该隔离层110可促进该下炉6内的熔解’汤液7’获致恒温效果，而该第二感温单元120可侦测熔解汤液7’液面上的温度，进而判断出熔解汤液7’液面位于该下炉6内的高度位置，当熔解汤液7’液面高度到达操作者所设定的临界点时，此时该第二感温单元120将会发出讯息给第一高周波加热装置55，要求停止熔解该加热钵53、53’内的金属材料7，另该第三感温单元130可随时地侦测出该下炉6内的熔解汤液7’温度，是否维持在一正常的温度范围并经下炉炉圈予以恒温控制，此外，在本实施例中上述该等感温单元100、120、130皆是采用一种可侦测高温的感温棒，其中，该第二感温单元120与该第三感温单元130在本例中皆具有一可迫紧装设在该下炉6的外周侧的压缩弹簧121、131，使得该第二感温单元120与该第三感温单元130可侦测出更准确的熔解汤液7’温度，另外，值得一提的是，所有感温单元100、120、130也可使用红外线感应装置来进行温度侦测工作。

兹将本发明的高周波即熔式熔解方法及装置的优点综合归纳如下：

1.本发明的高周波即熔式熔解方法，借由该加热钵53、53’的溢流口532、532’结构设计，使该加热钵53、53’内恒留有熔解汤液7’，相对使欲熔解的金属材料7与熔解汤液7’的接触面积增加而可达成快速即熔的功效，促使该等金属材料7不会受到空气中的水气影响，即不会产生氧化的化学变化，相对可使铸件完成后强度强，大幅提高铸件精密度及外观一体化、作业一体化，大幅减少炉体耗材，例如：目前“镁合金压铸机”使用的炉体损耗是每个月约达300万元，相对地本发明则无该项炉体损耗情形，而可省下巨额炉体成本，且具有节省高周波能源损耗的优点。

2.当操作者想要保养、维修该上炉5与下炉6时，可借由该上炉5与该下炉6的可脱离地卡合连结设计，而可轻易地将两者分离，相对不必大费周章地自上炉5位置往下炉6方向进行保养作业，进而减少攀爬次数，具有安全保护的效果且可节省时间的优点。

3.本发明的高周波即熔式熔解装置不但可将熔解汤液7’中的熔渣进行滤除工作，搭配即熔式的熔解速度，加上该等高周波加热装置55、64、81，一体式完成将该熔解汤液7’进行不同温度的加热行程，其不同于如图1所示的一般高周波感应电炉，相对可减少加工步骤，进而可节省加工时间、降低生产成本。

4.本发明的高周波即熔式熔解装置是借由该上炉5、该下炉6与该进料单元8来控制熔解汤液7’的流向，并借该进料单元8可依照使用需求连结一射出成型机或各种压铸机例如压铸铸造机、离心铸造机、一般铸造机或连续铸造机，其不同于一般高周波感应电炉需利用倾倒方式或挡杆4方式使该熔解汤液2’顺利地置入一进料单元中，相对可避免倾倒方式所引发的烫伤威胁，或挡杆4容易受到些许金属积屑或杂质堆积影响，进而产生间隙，造成泄漏的情形发生。

Claims

1.一种高周波即熔式熔解方法，其特征在于包含下列步骤：

步骤(一)：设置一高周波熔炉，其内设一恒保存有熔解汤液且顶部开有溢流口的加热体：

2.一种高周波即熔式熔解装置，包含一上炉与一装设在该上炉底部的下炉，其特征在于：

3.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该上炉由不导电耐温的石英管制成。

4.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该上炉由不导电耐温的硅管制成。

5.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该上炉由不导电耐温的氧化镁管制成。

6.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

更包含一连结该上炉的自动供料单元。

7.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该上炉的内壁面设有一位于该加热钵与该过滤锅之间的挡环。

8.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该加热钵的一开放口设有一向外侧延伸的凸耳，而该上炉的内壁面更设有一卡置体，该加热钵的凸耳卡置于该卡置体。

9.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该过滤锅的一开放口设有一向外侧延伸的托部。

10.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该加热钵直接烧结在该上炉的内壁面上。

11.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

更包含一装设在该加热钵的底缘的第一感温单元。

12.如权利要求11所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

更包含一成型在该上炉的内周壁上且可防止熔解汤液直接冲击该第一感温单元的阻隔件。

13.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

更包含一包覆在该下炉的外周侧的隔离层。

14.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该第一高周波加热装置具有一绕设在该上炉的外壁面的加热体，及一连结该加热体且供应该加热体的动力来源的控制单元。

15.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该第二高周波加热装置具有一绕设在该下炉的外周侧的加热体，及一连结该加热体且供应该加热体的动力来源的控制单元。

16.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：该下炉的底开放口连结一进料单元，该进料单元连结一射出成型机。

17.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：该下炉的底开放口连结一进料单元，该进料单元连结压铸机。

18.如权利要求17所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：

该进料单元具有一使该熔解汤液保持一预定温度的第三高周波加热装置。

19.如权利要求18所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：该第三高周波加热装置包括一绕设在该进料单元的外周侧的加热体，及一连结该加热体且可供应该加热体的动力来源的控制单元。

20.如权利要求2所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：更包含装设在该下炉的外周侧一定高度处的一第二感温单元与一第三感温单元。

21.如权利要求20所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：该第二感温单元装设高度相当于该下炉内的熔解汤液液面上。

22.如权利要求20所述的高周波即熔式熔解装置，其特征在于：该第三感温单元是装设在该第二感温单元下方。