一种金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸造工艺及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及有色金属、黑色金属与贵金属及其合金的熔炼、金属汤的保温、保护、隔渣、传送与精确定量给汤的铸造工艺及实现该工艺的装置，尤其涉及高熔点或易氧化如镁、铝、铜、锡等金属及其合金熔炼、金属汤的保温、保护、隔渣、传送与精确给定的铸造工艺及实现该工艺的装置，适用于铸造、冷室压铸与连铸连锻等需精确给定的领域上。本发明专利技术通过将金属汤液面控制恒定在一个液位，用容积式方法定量，以单一自由度运动的机构实现直接给定，流程最短，给定精度高，装置结构简单，系统控制可靠，整套工艺全自动完成。

【技术实现步骤摘要】
一种金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸造工艺及其装置的制作方法一种金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸造工艺及其装置本专利技术涉及有色金属、黑色金属与贵金属及其合金的熔炼、金属 汤的保温、保护、隔渣、传送与精确定量给汤(下称给定或精 确给定)的铸造工艺及实现该工艺的装置，尤其涉及髙熔点或易氧化 如镁、铝、铜、锡等金属及其合金熔炼、金属汤的保温、保护、隔渣、 传送与精确给定的铸造工艺及实现该工艺的装置，适用于铸造、冷室 压铸与连铸连锻等需精确给定的领域上。传统的铸造工艺为实现金属的熔化、金属汤的保温、隔渣与给定， 一般由几个独立装置分阶段操作来完成的，系统相对复杂、造价高， 给定方面更难保证精确定量。应用得最广泛的是四连杆机构给汤机械手，它可以实现准确定位的给定；其给定金属汤的定量问题，靠更换 不同容积的勺子解决；这种金属汤给定装置属于多个自由度的运动机 构，造价较高，且属于敞开式，即金属汤是暴露于空气中，不适合 应用于镁合金铸造等须对金属汤进行防氧化保护的给定领域的工艺要 求。这种敞开式给定方式，系统热量散失大，不节能，对生产现 场工况的负面影响也很大(当然，增加外罩并注入保护气体，能有效 实现对金属汤的保护，也会减少系统热量的散失)。这种给定方式的另 一个缺点是，当勺子自下而上直接从炉子的坩埚中提取金属汤时，浮 于金属汤表面的渣料，会随同金属汤进入下一道工序，造成铸件的夹 渣缺陷。另一种给定机构是类似热室充型压铸机的活塞式机械给定机构(下称活塞式给定机构)，是集充型与压射于一体的机构，属于 直接给定的方式。压室设有进料口，相当于一种连通器结构，结构简 单造价低，能效与工况都比敞开式好。但这种给定装置与控制系 统并没有定量功能，只适用于与型腔直接联通的成形工艺，也就是说， 它只应用于只需充型、不需要定量的热室压铸、低压铸造等场合，对 需要定量给汤的普通铸造也不适用。并且由于活塞式给定机构的 压室与活塞置于金属汤之中，对于类似镁合金、铝合金这类需高压射充型压强的压铸工艺，金属汤温度一般都在630-75(TC范围，用来制 造压室与活塞的热作金属材料都处于退火状态，压室的强度显著下降， 普通材料制作的压室与活塞装置难以满足工艺要求。当然釆用耐更高 温度的金属材料做压室与活塞可缓解这个问题，但装置的成本将会显 著上升，压室与活塞的寿命也不高，故工业上很少用热室充型压铸工 艺生产铝合金、镁合金工件的。对于温度超过140(TC的黑色金属汤的 给定，更高性能的耐高温合金也不可能具备做压室与活塞应有的抗拉 强度；釆用陶瓷等非金属压室可耐超过140(TC的高温，但其强度不足， 仅适用于低压铸造类，无法达到压铸类工艺要求。既能对金属汤进行保护又能精确给定的工艺和装置是最难实现 的。目前，在防氧化保护下给汤的方法有两个其一是密封气压式。 其方法是在密闭的容器中，用0. lMPa左右的压缩气体，将金属汤液面 整体压下，使金属汤经过通道流出密闭容器实现给定，金属汤的给定 量由金属液面截面积与下行的距离决定。这种方式的难点在于高温环 境下保证容器的密封性，系统复杂造价高，精度也不高，对于小体积铸件的给定，很难实现精确控制；其二是保护气氛下的泵式给定，这 是一种控制流量的给定方式。其难点在于，生产过程中坩埚里的金属 汤液位是不断变化的，给定又是一种间歇动作，流量控制难度大、精 度低，同样不适用于小体积铸件的给定。并且这两种给定的方式，给 定过程每次都要先提升金属汤，由于液位是变化的，其提升的行程必 定是变化的，想实现系统的精确控制，要实现精确给定很困难，工业 应用受到限制。 [专利技术目的]本专利技术是要克服现有技术上述之不足，提供一种集金属熔炼、金 属汤的保温、保护、隔渣、传送与精确给定的铸造工艺及实现该工艺 的装置，做到其给定过程环节最少，金属汤行程最短，给定机构运动 最简单，给定精度大大高于传统密封气压式方案，整个工艺过程 全自动完成，能有效减轻其氧化损耗，不但适用于镁合金等相对高熔 点并具有强烈氧化倾向的金属汤精确给定，也适用于其它氧化倾向不 严重，如铝、铜、锡及其合金的金属汤精确给定，还适用于包括黑色 金属在内所有高熔点金属的给定。其自动化程度高、工艺控制过程可 靠、装置结构简单，具有很好的工业经济性。本专利技术是这样实现的，通过电感应等有效的加热控制方式，实现 对金属的熔炼和对金属汤的保温。熔炼炉与保温炉两种炉中的坩埚， 都釆用l进i出的两室(下面对应称前室、后室)式连通器结构， 连通口低于液面，浮于金属汤上面的渣料，不会随着金属汤的流动进入下一室，从而自动完成隔渣。熔炼炉与保温炉的前室都安装有 浮简，熔炼炉的后室可以与保温炉的前室相连，保温炉的后室安装给定机构的部件；炉具加装保护罩分隔空气并可在罩内注入 保护气体，最大限度实现金属汤的防氧化保护和隔热；工艺上采用自 动控制，设立以保温炉的一个液位为恒定的金属汤给定液位，建立与 金属汤在保温炉坩埚进出、增减平衡相对应的闭环控制关系，通过控 制分置于熔炼炉与保温炉前室中的浮简上下位移产生的对金属汤 占补的体积变化(下称排体积式)，很简单就能实现这种液位平衡， 实现金属汤给定液位独立而精确的控制，并可以同时实现将熔炼炉的 金属汤自动传送到保温炉；浮筒的质量略大于其放置于金属汤时的最 大浮力值，机构最省力与节能。熔炼炉的浮简是单个大浮简式；保温 炉的浮简可以是单个大浮简式或同时并设一个小浮简的两个式。大浮 简都用于金属汤进出坩埚液量大时的液位平衡控制；而通过控制保温 炉小浮简的上下运动，可以消减给汤周期中给定器件进出金属汤而对 液位产生的扰动所形成的对整个系统运作的影响，使保温炉金属汤的 液位稳定于一个更小的波动范围，使系统更稳定，避免选用精度高或 灵敏度高的液位控制系统时，液位的扰动会导致大浮筒作无功的上下 位移。为实现精确给定，要保持金属汤液面的恒定，其最佳值为坩埚出 料口的最高处即本装置的导流槽底部。在金属汤液面恒定后，给定采用以器具容积确定金属汤容量(下 称容积式)并直接给定的方式，不但具有很高的给定精度，而且给定金属汤的环节最少、流程最短。具体可釆取垂直置于金属汤中的活 塞式给定机构进行给定，这种给定分上提式与下压式两种 实现方案。上提式的机构，压室的进料口在下端，进料口至给定液面的距离乘以压室的截面积，决定了给定量，变更之则可调整给定量； 当活塞退回到压室的下端，金属汤经进料口进入压室后，压室内的金 属汤即是其工艺定量。活塞上行至导流槽，被上提的定量金属汤顺着 导流槽流进保温导流管，再进入成形装置，从而完成直接给定；下压 式的机构，压室的进料口在上端，略低于金属汤液面。进料口至活 塞下行的距离与压室的截面积，决定了给定量，变更之则可调整给定 量；由于活塞行程是先确定的，定量也意味着同时完成。当活塞退回 到压室的上端，金属汤经进料口进入压室后，活塞下行至设定位置， 被下压的金属汤经侧流道进入导流槽，定量与直接给定同步完成。由 于保温炉金属汤的液位恒定在一个水平面，下压式给定金属汤体积 的理论值等于活塞的截面积与其行程的乘积，上提式则等于压室内 进料口以上金属汤体积，上提式不受机构行程精度影响，上提式 给定精确度应比下压式高，给定机构的组件也简单。上提式、 下压式这两种装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸造工艺，包括金属的熔炼、金属汤的保温、保护、隔渣、传送与定量给汤的控制过程，其特征在于控制给汤口液位的恒定。

【技术特征摘要】
1.一种金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸造工艺，包括金属的熔炼、金属汤的保温、保护、隔渣、传送与定量给汤的控制过程，其特征在于控制给汤口液位的恒定。2. 根据权利要求l所述的金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸 造工艺，其特征在于在给汤口以单一自由度运动的方式实现容积式精 确定量给汤。3. 根据权利要求l所述的金属熔炼、传送和精确定量给汤的铸 造工艺，其特征在于给汤口液位恒定保持在坩埚出料口最高处。4. 根据权利要求2所述的容积式方式，其特征在于用活塞给定 方式实现。5. 根据权利要求2所述的容积式方式，其特征在于用勺子给定 方式实现。6. 根据权利要求2所述的单一自由度运动的方式，其特征在于是一个平动方式。7. 根据权利要求2所述的单一自由度运动的方式，其特征在于是一个旋转方式。8. —种实现权利要求l所述的金属熔炼、传送和精确定量给汤 铸造工艺的装置，包括金属的熔炼、金属汤的保温、保护、隔渣、传 送与定量给汤等机构，其特征在于用排体积式机构确保给汤口液位恒 定。9. 根据权利要求8所述的金属熔炼、保温、传送和精确定量给 汤的装置，其特征在于由容积式定量给定机构给汤。10. 根据权利要求8所述的金属熔炼、保温、传送和精确定量给汤的装置，其特征在于排体积式机构是浮简式机构。11. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳明，
申请(专利权)人：欧阳明，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]