一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,包括爐體和上板,上板固定在爐體的上端,所述爐體包括爐壁和設置在爐壁內的爐膛,上板上設有升液管,升液管的一端穿過上板插入所述爐膛內,爐壁上設有與爐膛連通的加鋁口,加鋁口處設有封堵住加鋁口的加鋁爐門,爐壁上設有連通爐膛和爐膛外的壓縮空氣進排氣管,爐膛的下方的爐壁內鑲嵌有除氣磚,爐壁內設有惰性氣體導入管,惰性氣體導入管的一端與除氣磚相連通,另一端伸出爐體外并與惰性氣體加氣機相連。在低壓鑄造時,通過連接惰性氣體導入管伸出爐體的一端的減壓閥向爐膛內的鋁液中吹入惰性氣體,通過浮游法的原理除掉吸入鋁液中的有害氣體及二次氧化夾渣物,從而來提升鋁液及鑄件的品質。
【專利說明】一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及低壓鑄造【技術領域】,尤其涉及一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐。
【背景技術】
[0002] 鋁合金因其良好的鑄造性能和機械性能在航空、航天、兵器、汽車行業(yè)被普遍使 用。鋁合金低壓鑄造的基本原理是,在密閉的鋁液保溫爐內,通入一定壓力的壓縮空氣,作 用在一定溫度的鋁液液面上,使鋁液沿著升液管自下而上地進入型腔,待鋁液充滿型后,增 大氣壓,型腔內鋁液在一定壓力作用下凝固成形,然后解除液面上的氣體壓力,升液管中未 凝固的鋁液回落到保溫爐中,再開型取件。以上的工作原理會導致鋁液吸收大量的氫氣及 產生二次氧化夾渣物:1、反復加入壓縮空氣,空氣中的水分會被鋁液吸收,鋁液中含氣量也 隨著增加,是鑄件產生針孔缺陷的根源;2、每個鑄件都需要鋁液在升液管中的升液、回落到 保溫爐中的過程,鋁液在升液管中反復的沖刷,產生大量的二次氧化夾渣物,這是鑄件中有 氧化夾渣物的根源。由于鋁合金鋁液有吸氣的特性,在對低壓保溫爐重復加入壓縮空氣的 過程中及鋁液保溫過程中會吸收大量的氣體,在鑄件壁厚較大的部位及最后凝固的部位, 形成大量針孔的缺陷,針孔缺陷嚴重地消弱鑄件的機械性能,也會引起鑄件的滲漏,最終造 成鑄件的報廢。低壓鑄造機的升液管在重復的加壓、卸壓過程中,鋁液的二次氧化夾渣物不 斷的增加,鑄件內有氧化夾渣物,會導致金屬組織不連續(xù)、鑄件滲漏并成為腐蝕點的根源等 危害,也明顯降低鑄件的機械性能,最終也會導致鑄件報廢。 實用新型內容
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,在鋁合金 的鑄造過程中,除去吸入鋁液中的有害氣體及二次氧化夾渣物,從而提高鋁液及鑄件的品 質。
[0004] 本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐, 包括爐體和上板,所述上板固定連接在所述爐體的上端,所述爐體包括爐壁和設置在所述 爐壁內的爐膛,所述上板上外接有升液管,所述升液管的一端穿過所述上板插入所述爐膛 內,所述爐壁的側面上設有與所述爐膛連通的加鋁口,所述加鋁口處設有封堵住所述加鋁 口的加鋁爐門,所述爐壁上設有連通所述爐膛和所述爐體外環(huán)境的壓縮空氣進排氣管,在 所述爐膛下方的爐壁內靠近爐膛處鑲嵌有除氣磚(所述除氣磚是指莫來石質磚塊,其三氧 化二鋁的含量大于/等于77%,顯氣孔率小于/等于27%,具有高耐壓強度,高透氣率), 所述爐壁內設有惰性氣體導入管,所述惰性氣體導入管的一端與所述除氣磚相連通,所述 惰性氣體導入管的另一端伸出所述爐體外并與惰性氣體加氣機相連。
[0005] 本實用新型的有益效果是:在位于爐膛的下方的爐壁內設置除氣磚,爐壁內設有 連通除氣磚和爐體外的惰性氣體導入管,在低壓鑄造時,通過連接惰性氣體導入管伸出爐 體的一端的減壓閥向爐膛內的鋁液中吹入惰性氣體,例如氮氣、氬氣等,通過浮游法的原理 除掉吸入鋁液中的有害氣體及二次氧化夾渣物,從而來提升鋁液及鑄件的品質。
[0006] 在上述技術方案的基礎上,本實用新型還可以做如下改進。
[0007] 進一步,所述惰性氣體加氣機包括減壓閥和惰性氣體氣瓶,所述惰性氣體氣瓶的 出氣口連接所述減壓閥的進氣口,所述減壓閥的出氣口連接所述惰性氣體導入管。
[0008] 采用上述進一步方案的有益效果是:減壓閥的設置能滿足根據需要太藕節(jié)惰性氣 體的放氣速率。
[0009] 進一步,所述惰性氣體導入管設置在所述爐膛下方的爐壁內。
[0010] 采用上述進一步方案的有益效果是:因為除氣磚設置在爐膛下方的爐壁內,而惰 性氣體導入管的一端出氣口需要設置連通除氣磚,則將惰性氣體導入管設置在爐膛下方的 爐壁內能有效地減少惰性氣體導入管的長度,從而減小爐體在制造時的難度。
[0011] 進一步,所述減壓閥和所述惰性氣體導入管之間設有比例閥和壓力變送器,所述 比例閥的兩端開口分別連接所述減壓閥的出氣口和所述壓力變送器的進氣口,所述壓力變 送器的出氣口通過導線與所述惰性氣體導入管連接。
[0012] 采用上述進一步方案的有益效果是:比例閥和壓力變送器的設置可以根據需要調 節(jié)減壓閥的輸出氣壓,使得本裝置能更加有效地對鋁液進行除氣和除渣。
[0013] 進一步,所述比例閥和所述壓力變送器均連接PLC控制器,所述PLC控制器用于調 節(jié)所述比例閥的通過流量,用于接收所述壓力變送器輸送的壓力信號。
[0014] 采用上述進一步方案的有益效果是:PLC控制器分別連接比例閥和壓力變送器, 接收所述壓力變送器輸送的壓力信號,更加直觀、準確地了解進入爐膛內的惰性氣體的氣 壓,方便對比例閥輸出氣壓的控制,提高除氣、除渣效率。
[0015] 進一步,所述爐膛內設有壓力檢測器,所述壓力檢測器通過導線與所述PLC控制 器連接,所述PLC控制器接收所述壓力檢測器輸送的壓力信號。
[0016] 采用上述進一步方案的有益效果是:爐膛內設置壓力檢測器,壓力檢測器連接所 述PLC控制器,能更加方便地了解爐膛內的氣壓。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐的剖視圖,附圖中低壓保溫爐的 爐體外部設備未顯示;
[0018] 圖2為本實用新型一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐的圖1中的A-A面剖視圖。
[0019] 附圖中,各標號所代表的部件列表如下:
[0020] 1、爐體,2、上板,3、爐壁,4、爐膛,5、升液管,6、加鋁口,7、加鋁爐門,8、壓縮空氣進 排氣管,9、除氣磚,10、惰性氣體導入管,11、減壓閥,12、惰性氣體氣瓶,13、比例閥,14、壓力 變送器,15、PLC控制器,16、壓力檢測器。
【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本實用 新型,并非用于限定本實用新型的范圍。
[0022] 如圖1、圖2所示,本實用新型包括爐體1和上板2,所述上板2固定連接在所述爐 體1的上端,所述爐體1包括爐壁3和設置在所述爐壁3內的爐膛4,所述上板2上外接有 升液管5,所述升液管5的一端向下穿過所述上板2插入所述爐膛4內,所述爐壁3的側壁 上設有與所述爐膛4連通的加鋁口 6,所述加鋁口 6處設有封堵住所述加鋁口 6的加鋁爐 門7,所述爐壁3上設有連通所述爐膛4和所述爐體1外環(huán)境的壓縮空氣進排氣管8,在所 述爐膛4的下方的爐壁3內靠近爐膛4處鑲嵌有除氣磚9,所述爐壁3內設有惰性氣體導入 管10,所述惰性氣體導入管10的一端與所述除氣磚9相連通,所述惰性氣體導入管10的另 一端伸出所述爐體1外并與惰性氣體加氣機相連。所述惰性氣體加氣機包括減壓閥11和 惰性氣體氣瓶12,所述惰性氣體氣瓶12的出氣口連接所述減壓閥11的進氣口,所述減壓閥 11的出氣口連接所述惰性氣體導入管10。
[0023] 所述惰性氣體導入管10設置在所述爐膛4下方的爐壁3內。所述減壓閥11和所 述惰性氣體導入管10之間設有比例閥13和壓力變送器14,所述比例閥13的兩端開口分別 連接所述減壓閥11的出氣口和所述壓力變送器14的進氣口,所述壓力變送器14的出氣口 連接所述惰性氣體導入管10。所述比例閥13和所述壓力變送器14均連接所述PLC控制器 15,所述PLC控制器15用于調節(jié)所述比例閥13的通過流量,用于接收所述壓力變送器14 輸送的壓力信號。所述爐膛4內設有壓力檢測器16,所述壓力檢測器16連接所述PLC控制 器15,所述PLC控制器15接收所述壓力檢測器16輸送的壓力信號。
[0024] 保溫爐制作時,把除氣磚9預埋在爐底,再把惰性氣體導入管10 (最好采用耐熱不 銹鋼材料)連接好,把入口封閉待用,有異物落入管道內不可;啟動爐前,把爐外的惰性氣 體管路連接好,確認無漏氣現(xiàn)象;把惰性氣體需用的流量和壓力參數(shù)輸入到觸摸屏中,然后 再通過惰性氣體控制的控制系統(tǒng),使惰性氣體連續(xù)不斷的吹入爐膛4鋁液中,達到在爐內 除氣、除漁的功能。
[0025] 本實用新型通過鑲嵌在爐膛4的下方的爐壁3內除氣磚9、惰性氣體導入管10道 以及設置在爐體1外部的惰性氣體加氣機,通過PLC控制器15對惰性氣體吹氣量的控制, 在升液加壓過程中同時加入等壓的惰性氣體,當爐體1卸壓時,再通過PLC控制器15控制 加入氣泡細小分布均勻的壓力和流量的惰性氣體,這樣對爐內鋁液連續(xù)不斷的吹入惰性氣 體,通過浮游法的原理,除掉吸入鋁液中的有害氣體及二次氧化夾渣物(在鋁合金中有個 術語,即氣除凈、渣必清),來提高鋁液及鑄件的品質。
[0026] 惰性氣體控制原理說明:1、觸摸屏設定流量數(shù)據、再由PLC控制器15輸出壓力和 流量信號;2、由惰性氣體氣瓶12壓力經減壓閥11,減到鑄造時對爐膛4加壓縮空氣的增壓 壓力的數(shù)據,再通過PLC控制器15輸出壓力和流量的指令經比例閥13,再經壓力變送器14 將檢測的壓力反饋給PLC控制器15修訂再輸出,再與惰性氣體與惰性氣體導入管10道連 接口連接,再由爐膛4內置的爐膛4壓力檢測檢測到鑄造過程的壓力變化反饋給PLC控制 器15,由PLC控制器15修訂再輸出的一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實用新型PLC控制器的控制程 序為現(xiàn)有公知的技術,在本裝置的實施中只需要輸入設定的數(shù)值即可。
[0027] 本實用新型在位于爐膛4的下方的爐壁3內設置除氣磚9,爐壁3內設有連通除氣 磚9和爐體1外的惰性氣體導入管10,在低壓鑄造時,通過連接惰性氣體導入管10伸出爐 體1的一端的減壓閥11向爐膛4內的鋁液中吹入惰性氣體,例如氮氣、氬氣等,通過浮游法 的原理除掉吸入鋁液中的有害氣體及二次氧化夾渣物,從而來提升鋁液及鑄件的品質。減 壓閥11的設置能滿足根據需要太藕節(jié)惰性氣體的放氣速率,因為除氣磚9設置在爐膛4下 方的爐壁3內,而惰性氣體導入管10的一端出氣口需要設置連通除氣磚9,則將惰性氣體導 入管10設置在爐膛4下方的爐壁3內能有效地減少惰性氣體導入管10的長度,從而減小 爐體1在制造時的難度。比例閥13和壓力變送器14的設置可以根據需要調節(jié)減壓閥11 的輸出氣壓,使得本裝置能更加有效地對鋁液進行除氣和除渣。PLC控制器15分別連接比 例閥13和壓力變送器14,接收所述壓力變送器14輸送的壓力信號,更加直觀、準確地了解 進入爐膛4內的惰性氣體的氣壓,方便對比例閥13輸出氣壓的控制,提高除氣、除渣效率。 爐膛4內設置壓力檢測器16,壓力檢測器16連接所述PLC控制器15,能更加方便地了解爐 膛4內的氣壓。
[0028] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,并不用以限制本實用新型,凡在本實用 新型的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保 護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,包括爐體(1)和上板(2),所述上板(2)固定連接在 所述爐體(1)的上端,所述爐體(1)包括爐壁(3)和設置在所述爐壁(3)內的爐膛(4),所 述上板(2)上外接有設有升液管,所述升液管的一端向下穿過所述上板(2)插入所述爐膛 (4)內升液管(5),所述爐壁(3)的側面設有與所述爐膛(4)連通的加鋁口 ¢),所述加鋁口 (6)處設有封堵住所述加鋁口(6)的加鋁爐門(7),所述爐壁(3)設有連通所述爐膛(4)和 爐體(1)外環(huán)境的壓縮空氣進排氣管(8),其特征在于,在所述爐膛(4)下方的爐壁(3)靠 近爐膛⑷處鑲嵌有除氣磚(9),所述爐壁⑶內設有惰性氣體導入管(10),所述惰性氣體 導入管(10)的一端與所述除氣磚(9)相連通,所述惰性氣體導入管(10)的另一端伸出所 述爐體(1)外并與惰性氣體加氣機相連。
2. 根據權利要求1所述的一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,其特征在于,所述惰性氣體 加氣機包括減壓閥(11)和惰性氣體氣瓶(12),所述惰性氣體氣瓶(12)的出氣口連接所述 減壓閥(11)的進氣口,所述減壓閥(11)的出氣口連接所述惰性氣體導入管(10)。
3. 根據權利要求1或2所述的一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,其特征在于,所述惰性氣 體導入管(10)設置在所述爐膛(4)下方的爐壁(3)內。
4. 根據權利要求2所述的一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,其特征在于,所述減壓閥 (11)和所述惰性氣體導入管(10)之間設有比例閥(13)和壓力變送器(14),所述比例閥 (13)的兩端開口分別連接所述減壓閥(11)的出氣口和所述壓力變送器(14)的進氣口,所 述壓力變送器(14)的出氣口連接所述惰性氣體導入管(10)。
5. 根據權利要求4所述的一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,其特征在于,所述比例閥 (13)和所述壓力變送器(14)均通過導線與PLC控制器(15)相連。
6. 根據權利要求5所述的一種能連續(xù)除氣的低壓保溫爐,其特征在于,所述爐膛(4)內 設有壓力檢測器(16),所述壓力檢測器(16)通過導線與所述PLC控制器(15)相連。
【文檔編號】B22D18/04GK203887204SQ201420218874
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】張碩, 呂應義, 秦廣照 申請人:煙臺路通精密鋁業(yè)有限公司