本發(fā)明屬于鋁合金熔煉方法領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金熔體加熱保溫方法。

背景技術(shù)：

鋁合金鑄造成形前，均需要首先將合金爐料加熱熔化成合金熔體，所獲熔體經(jīng)過(guò)純凈化后再轉(zhuǎn)移到調(diào)溫熔池或保溫爐內(nèi)，將溫度調(diào)節(jié)到滿(mǎn)足后繼鑄造工藝要求的溫度后，再用人工或澆注機(jī)械定量供給鑄造成形設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，為了得到配置穩(wěn)定的產(chǎn)品，需要對(duì)澆注的鋁合金熔體溫度進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)控。為了滿(mǎn)足這一要求，工程上均需將純凈度滿(mǎn)足要求的鋁合金熔體在熔煉設(shè)備的加熱調(diào)溫熔室中或獨(dú)立的加熱保溫爐中進(jìn)行澆注前的溫度調(diào)控。

目前，工業(yè)生產(chǎn)中采用的金屬熔體電加熱調(diào)溫方法主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是頂部電阻加熱調(diào)溫方法（在國(guó)內(nèi)外加熱調(diào)溫熔室和爐具中廣泛采用）；另一類(lèi)是浸入式底部加熱方法（在眾多新型熔池中采用）。上述兩類(lèi)方法各自具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

采用頂部式電加熱調(diào)溫方法時(shí)（具體示意圖可見(jiàn)附圖1），電阻加熱元件安裝在加熱調(diào)溫熔室和爐具的熔池上方，通過(guò)電阻熱輻射對(duì)熔池進(jìn)行加熱調(diào)溫。盡管該方法具有電阻加熱元件易維護(hù)、更換，電阻加熱元件不阻礙熔池熔渣清除的優(yōu)點(diǎn)，但這種方式因熱源位于熔池上方，熱量只能通過(guò)熔體傳遞到熔池底部，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)熔池頂部和底部存在明顯的溫度差（即在熔池高度上存在一定的溫度梯度），這不僅導(dǎo)致外供熔體溫度隨熔池液位高度降低而變化，還會(huì)因溫度差而出現(xiàn)高溫元素在熔池低溫部位結(jié)晶沉降，在改變?nèi)垠w合金成分的同時(shí)，在熔池底部形成底渣，增加了打渣工作量。

而浸入式底部加熱調(diào)溫方法（具體示意圖可見(jiàn)附圖2），則是針對(duì)頂部加熱面臨的問(wèn)題新提出的一種熔池加熱調(diào)溫方法。此類(lèi)加熱調(diào)溫裝置可見(jiàn)于實(shí)用新型專(zhuān)利cn201620543247.2，cn201520893819.5等。該方法是將電阻加熱元件擱置在一個(gè)插入熔池底部的保護(hù)管內(nèi)，通過(guò)護(hù)管從熔池底部對(duì)熔體進(jìn)行加熱調(diào)溫。此方法雖可獲得上下均勻的熔池溫度、較高的加熱效率和能效，但需采用穿透爐襯插入熔池底部的護(hù)管為加熱元件提供隔離保護(hù)。該護(hù)管不僅阻礙了熔池底渣的清除作業(yè)；且一旦破損，除潛在的熔體泄漏風(fēng)險(xiǎn)外，還需較長(zhǎng)時(shí)間地停產(chǎn)檢修更換，影響生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

基于此，申請(qǐng)人考慮設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，方便熔池熔渣清除作業(yè)，安全可靠的鋁合金熔體加熱保溫方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：怎樣提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，方便熔池熔渣清除作業(yè)，安全可靠的鋁合金熔池加熱保溫裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種鋁合金熔體加熱保溫方法，包括加熱保溫鋁合金熔體的步驟；

所述加熱保溫鋁合金熔體的步驟中采用鋁合金熔體加熱保溫裝置來(lái)對(duì)熔體進(jìn)行加熱保溫，所述鋁合金熔體加熱保溫裝置包括爐體、電加熱元件、溫控器和溫度傳感器；所述爐體的內(nèi)部具有容腔，所述容腔構(gòu)成熔體調(diào)溫爐室；所述電加熱元件固定安裝在爐體上且用于對(duì)所述熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的熔體加熱；所述溫控器的輸出端通過(guò)電纜與所述電加熱元件的接口相連接，所述溫控器的信號(hào)輸入端通過(guò)電纜與所述溫度傳感器的輸出接口相連接；所述溫度傳感器安裝在所述爐體上且用于檢測(cè)所述熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的熔體溫度；

其特征在于：所述加熱保溫鋁合金熔體的步驟還包括間接加熱的步驟，所述間接加熱的步驟包括利用爐體的爐襯的內(nèi)側(cè)面來(lái)形成加熱面，所述加熱面用于對(duì)所述熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的鋁合金熔體進(jìn)行加熱。

在本技術(shù)方案中，爐襯是指爐體的爐壁。

本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法在使用時(shí)：

首先，將熔化后的鋁合金金屬熔體轉(zhuǎn)進(jìn)熔體調(diào)溫爐室中。

隨后，通過(guò)溫控器設(shè)定所需的鋁合金金屬保溫溫度，啟動(dòng)電加熱元件進(jìn)行加熱調(diào)溫。溫度傳感器檢測(cè)鋁合金金屬熔體的溫度，當(dāng)鋁合金金屬熔體實(shí)際溫度高于所設(shè)溫度時(shí)，電加熱元件停止加熱；而當(dāng)鋁合金金屬熔體實(shí)際溫度低于所設(shè)溫度時(shí)，電加熱元件加熱工作，從而保證熔體調(diào)溫爐室內(nèi)鋁合金金屬熔體為系統(tǒng)所設(shè)溫度?？梢?jiàn)，本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法能夠精確控制熔體溫度。

此外，因?yàn)楸景l(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法是采用間接加熱的步驟，該間接加熱的步驟是利用爐體的爐襯的內(nèi)側(cè)面來(lái)間接地對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行加熱，這樣一來(lái)，不僅能夠擴(kuò)大熔體調(diào)溫爐室的容積，也能夠使得熔體調(diào)溫爐室內(nèi)不存有電加熱元件阻擋清渣作業(yè)的情況，從而方便熔渣清除作業(yè)，提升熔渣清除效率。

作為優(yōu)選，所述爐體的爐襯能夠?qū)幔宜鰻t襯內(nèi)部設(shè)置有加熱元件安裝腔室，所述加熱元件安裝腔室內(nèi)安裝有所述電加熱元件，并使得爐襯的內(nèi)側(cè)面能夠構(gòu)成加熱面。

采用上述優(yōu)選方案，能夠使得間接加熱的步驟實(shí)現(xiàn)起來(lái)最為簡(jiǎn)單。

因?yàn)殡娂訜嵩丛O(shè)置在熔體調(diào)溫爐室，故能夠較為方便地對(duì)電加熱元件進(jìn)行安裝和更換，且不存在爐襯破損致熔體外泄風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，也因?yàn)?，電加熱元件未設(shè)置在熔體調(diào)溫爐室，所以電加熱元件不會(huì)對(duì)熔體調(diào)溫爐室內(nèi)構(gòu)成任何阻擋，從而方便熔池熔渣清除作業(yè)。

作為優(yōu)選，所述熔體調(diào)溫爐室整體呈漏斗型結(jié)構(gòu)。

采用上述優(yōu)選方案后，即使得熔體調(diào)溫爐室的底部能夠?qū)θ墼M(jìn)行匯聚，從而便于快速地清渣，使得熔渣清除作業(yè)更高效、便利。

作為優(yōu)選，所述電加熱元件為電阻加熱元件。

電阻加熱元件的采購(gòu)方便，成本低，加熱均勻，溫度控制精度高，能夠幫助本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法獲得更為精準(zhǔn)的加熱保溫效果。

作為優(yōu)選，所述電阻加熱元件整體為長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)；

所述爐體的外形整體呈上大下小的錐筒型結(jié)構(gòu)；所述爐體的爐襯內(nèi)部設(shè)置有從上向下延伸的條形孔，所述條形孔的上端為供電阻加熱元件插入的開(kāi)口端，且所述條形孔為沿所述爐體的圓周方向間隔設(shè)置的多個(gè)，每個(gè)所述條形孔構(gòu)成所述加熱元件安裝腔室，所述加熱元件安裝腔室內(nèi)插接安裝有所述電阻加熱元件。

采用上述優(yōu)選方案后，在爐體上安裝電阻加熱元件時(shí)，只需將電阻加熱元件經(jīng)條形孔處插入即可完成安裝，故能夠使得電加熱元件的安裝和更換更為簡(jiǎn)便。

與此同時(shí)，采用“爐體的外形整體呈上大下小的錐筒型結(jié)構(gòu)”后，能夠在不將電阻加熱元件插入熔池內(nèi)底部的情況下，在熔池內(nèi)獲得上下均勻的溫度分布，在抑制因熔池底部溫度低于上面的溫度而出現(xiàn)的高溫元素凝析的同時(shí)，為熔池底渣清除作業(yè)提供便利。

作為優(yōu)選，所述錐筒型結(jié)構(gòu)為方錐型結(jié)構(gòu)，所述條形孔分布設(shè)置于所述方錐型結(jié)構(gòu)的任意兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上。

這樣一來(lái)，方錐型結(jié)構(gòu)的爐體的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單（相較于圓錐形而言），制造起來(lái)更為方便。

作為優(yōu)選，所述電阻加熱元件外部套接有加熱元件用襯套。

采用上述優(yōu)選方案后，能夠通過(guò)加熱元件用襯套來(lái)保護(hù)好電阻加熱元件，防止電阻加熱元件在（從加熱元件安裝腔室中）安裝或取出時(shí)的摩擦損壞。

作為優(yōu)選，所述電阻加熱元件的下端低于所述熔體調(diào)溫爐室的底部位置。

采用上述優(yōu)選方案后，放置有電阻加熱元件的兩側(cè)爐體與所述熔體調(diào)溫爐室的底部呈鈍角的設(shè)計(jì)，能夠充分保證熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的熔體受熱均勻，不會(huì)在熔池高度上存在明顯的溫度差別，保證外供鋁合金熔體的溫度一致和穩(wěn)定。

作為優(yōu)選，所述爐襯采用導(dǎo)熱系數(shù)大于1瓦/米·度的耐火材料制得。

這樣一來(lái)，即使得爐襯具有更好地?zé)醾鲗?dǎo)性，提升電阻加熱元件的發(fā)熱與導(dǎo)熱效率。

作為優(yōu)選，所述溫控器為pcc。

采用pcc（可編程計(jì)算機(jī)控制器）作為溫控器后，即可利用pcc的優(yōu)點(diǎn)來(lái)幫助本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法獲得高可靠性、編程方便優(yōu)點(diǎn)，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)熔體調(diào)溫爐室內(nèi)高精度的溫度調(diào)控。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法有益效果是：

1、能夠使得熔池內(nèi)的熔體受熱和溫度分布均勻。放置有電阻加熱元件的兩側(cè)爐體與所述熔體調(diào)溫爐室底部呈鈍角的設(shè)計(jì)能夠充分保證熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的熔體受熱均勻，不會(huì)在熔池高度上存在明顯的溫度差別，保證外供鋁合金熔體的溫度一致和穩(wěn)定。

2、方便熔池熔渣清除作業(yè)。由于采用本發(fā)明得到的鋁合金熔熔池沒(méi)有上下溫差，不會(huì)出現(xiàn)高熔點(diǎn)元素結(jié)晶導(dǎo)致的成分變化和熔池底部成渣的問(wèn)題；

3、易于安裝、更換電加熱元件，安全可靠。由于電阻加熱元件是放置于爐襯內(nèi)部而并未貫穿爐體插入熔池，既保證了爐體內(nèi)壁的完成性，有效地規(guī)避了鋁合金熔體泄露的風(fēng)險(xiǎn)；又能為安裝和更換電阻加熱元件提供便利。

4、由于電阻加熱元件內(nèi)置，熔池爐壁完整規(guī)范，底部面積收縮，使得熔渣清除作業(yè)更高效、便利。

附圖說(shuō)明

圖1為背景技術(shù)中頂部電阻加熱調(diào)溫方法示意圖。

圖2為背景技術(shù)中底部浸入式加熱方法示意圖。

圖3為本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中a-a剖視圖。

圖1中標(biāo)記為：1——爐蓋，2——電阻加熱元件，3——加熱調(diào)溫熔室，4——爐體。

圖2中標(biāo)記為：1——電阻加熱元件，2——電阻加熱元件護(hù)管，3——加熱調(diào)溫熔室，4——爐體。

圖3和圖4中標(biāo)記為：1——熔體調(diào)溫爐室，2——爐體，3——加熱元件安裝腔室，4——加熱元件用襯套，5——電阻加熱元件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合一種采用了本發(fā)明的鋁合金熔化方法對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。其中，針對(duì)描述采用諸如上、下、左、右等說(shuō)明性術(shù)語(yǔ)，目的在于幫助讀者理解，而不旨在進(jìn)行限制。

實(shí)施時(shí)，如圖3和圖4所示：

一種鋁合金熔體加熱保溫方法，包括加熱保溫鋁合金熔體的步驟；

所述加熱保溫鋁合金熔體的步驟中采用鋁合金熔體加熱保溫裝置來(lái)對(duì)熔體進(jìn)行加熱保溫，所述鋁合金熔體加熱保溫裝置包括爐體2、電加熱元件、溫控器（圖中未示出）和溫度傳感器（圖中未示出）；所述爐體2的內(nèi)部具有容腔，所述容腔構(gòu)成熔體調(diào)溫爐室1；所述電加熱元件固定安裝在爐體2上且用于對(duì)所述熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的熔體加熱；所述溫控器的輸出端通過(guò)電纜與所述電加熱元件的接口相連接，所述溫控器的信號(hào)輸入端通過(guò)電纜與所述溫度傳感器的輸出接口相連接；所述溫度傳感器安裝在所述爐體上且用于檢測(cè)所述熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的熔體溫度；

所述加熱保溫鋁合金熔體的步驟還包括間接加熱的步驟，所述間接加熱的步驟包括利用爐體的爐襯的內(nèi)側(cè)面來(lái)形成加熱面，所述加熱面用于對(duì)所述熔體調(diào)溫爐室內(nèi)的鋁合金熔體進(jìn)行加熱。

實(shí)施時(shí)，所述爐體可采用用石墨坩堝或感應(yīng)爐中任意一種來(lái)對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行間接加熱。

優(yōu)選，所述爐體2的爐襯能夠?qū)?，且所述爐襯內(nèi)部設(shè)置有加熱元件安裝腔室3，所述加熱元件安裝腔室3內(nèi)安裝有所述電加熱元件，并使得爐襯的內(nèi)側(cè)面能夠構(gòu)成加熱面。

其中，所述熔體調(diào)溫爐室1整體呈漏斗型結(jié)構(gòu)。

其中，所述電加熱元件為電阻加熱元件5。

其中，所述電阻加熱元件5整體為長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)；

所述爐體2的外形整體呈上大下小的錐筒型結(jié)構(gòu)；所述爐體2的爐襯內(nèi)部設(shè)置有從上向下延伸的條形孔，所述條形孔的上端為供電阻加熱元件5插入的開(kāi)口端，且所述條形孔為沿所述爐體2的圓周方向間隔設(shè)置的多個(gè)，每個(gè)所述條形孔構(gòu)成所述加熱元件安裝腔室3，所述加熱元件安裝腔室3內(nèi)插接安裝有所述電阻加熱元件5。

其中，所述錐筒型結(jié)構(gòu)為方錐型結(jié)構(gòu)，所述條形孔分布設(shè)置于所述方錐型結(jié)構(gòu)的任意兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上。

其中，所述電阻加熱元件5外部套接有加熱元件用襯套4。

實(shí)施時(shí)，優(yōu)選加熱元件用襯套4由碳化硅或賽?。╯ialon）中的任意一種材料制得。這樣一來(lái)，即可使得加熱元件用襯套4具有耐高溫，強(qiáng)度大，導(dǎo)熱性能良好，抗沖擊強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，從而提到更好的傳熱與保護(hù)電阻加熱元件5的作用。

其中，所述電阻加熱元件5的下端低于所述熔體調(diào)溫爐室1的底部位置。

其中，所述爐襯采用導(dǎo)熱系數(shù)大于1瓦/米·度的耐火材料制得。

實(shí)施時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)大于1瓦/米·度的耐火材料可選用：鎂磚、鉻磚、鉻鎂磚、碳化硅磚或高鋁磚中的任意一種。

其中，所述溫控器為pcc。

在本技術(shù)方案中，爐襯是指爐體的爐壁。

上述鋁合金熔體加熱保溫方法在使用時(shí)：

首先，將熔化后的鋁合金金屬熔體轉(zhuǎn)進(jìn)熔體調(diào)溫爐室中。

隨后，通過(guò)溫控器設(shè)定所需的鋁合金金屬保溫溫度，啟動(dòng)電加熱元件進(jìn)行加熱調(diào)溫。溫度傳感器檢測(cè)鋁合金金屬熔體的溫度，當(dāng)鋁合金金屬熔體實(shí)際溫度高于所設(shè)溫度時(shí)，電加熱元件停止加熱；而當(dāng)鋁合金金屬熔體實(shí)際溫度低于所設(shè)溫度時(shí)，電加熱元件加熱工作，從而保證熔體調(diào)溫爐室內(nèi)鋁合金金屬熔體為系統(tǒng)所設(shè)溫度?？梢?jiàn)，本發(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法能夠精確控制熔體溫度。

此外，因?yàn)楸景l(fā)明的鋁合金熔體加熱保溫方法是采用間接加熱的步驟，該間接加熱的步驟是利用爐體的爐襯的內(nèi)側(cè)面來(lái)間接地對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行加熱，這樣一來(lái)，不僅能夠擴(kuò)大熔體調(diào)溫爐室的容積，也能夠使得熔體調(diào)溫爐室內(nèi)不存有電加熱元件阻擋清渣作業(yè)的情況，從而方便熔渣清除作業(yè)，提升熔渣清除效率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述鋁合金熔體加熱保溫方法有益效果是：

1、能夠使得熔池內(nèi)的熔體受熱和溫度分布均勻。放置有電阻加熱元件5的兩側(cè)爐體2與所述熔體調(diào)溫爐室1底部呈鈍角的設(shè)計(jì)能夠充分保證熔體調(diào)溫爐室1內(nèi)的熔體受熱均勻，不會(huì)在熔池高度上存在明顯的溫度差別，保證外供鋁合金熔體的溫度一致和穩(wěn)定。

2、方便熔池熔渣清除作業(yè)。由于采用本發(fā)明得到的鋁合金熔熔池沒(méi)有上下溫差，不會(huì)出現(xiàn)高熔點(diǎn)元素結(jié)晶導(dǎo)致的成分變化和熔池底部成渣的問(wèn)題；

3、易于安裝、更換電加熱元件，安全可靠。由于電阻加熱元件5是放置于爐襯內(nèi)部而并未貫穿爐體2插入熔池，既保證了爐體2內(nèi)壁的完成性，有效地規(guī)避了鋁合金熔體泄露的風(fēng)險(xiǎn)；又能為安裝和更換電阻加熱元件5提供便利。

4、由于電阻加熱元件5內(nèi)置，熔池爐壁完整規(guī)范，底部面積收縮，使得熔渣清除作業(yè)更高效、便利。

以上僅是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，需指出是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本技術(shù)方案的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，上述變形和改進(jìn)的技術(shù)方案應(yīng)同樣視為落入本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍。