[发明专利]连续生产密度可控无氧化的泡沫铝板材浇铸装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种连续生产密度可控无氧化的泡沫铝板材浇铸装置及方法。

背景技术

泡沫铝是由金属相和气孔组成的复合材料；它把连续相铝的金属特点(如强度与刚度合适、耐高温等)和分散相气孔的特征(如冲击阻尼、隔热、隔声、消音、减震、屏蔽等)结合在一起，可广泛应用于交通运输车辆制造结构、建筑业使用屏蔽与保温、机械业使用减低运行噪声的隔音、以及冶金化工、电子通讯和航天航空、船舶、军事防爆等多个技术领域。目前局限于基础工业技术限制，泡沫铝有：参流铸造法、电沉积法、熔模铸造法、气体注入法、原味气体发泡法、粉末冶金法等工艺技术，但或多或少都存在着一个难以解决的难题，即如何连续生产较大几何尺寸，成本较低的泡沫铝板材，供车辆制造、军事防护、船舶内装饰，以及建筑内装饰等使用是个很难解决的问题。

经过研究发现，已公开与气体注入法技术相关的技术专利与信息表明：

例如：US3941182、CN100422363C等专利描述的生产方法以及生产装置不论是使用上引铸造法，还是水平浇铸法，都会导致泡沫铝材料经压力牵引辊压后形成泡沫铝材表面与中心内部的泡沫密度不均匀(说明：即无法保证泡沫铝泡孔是相近几何尺寸的要求，泡沫密度不均匀也将严重影响泡沫铝的生产质量)；

例如：WO1991/003578、US4973358、US5112697专利公开的生产方法以及生产装置采用了敞开式的钢带牵引浇铸法，虽然有可能生产出较大尺寸的泡沫铝板材，但会在生产过程中在泡沫铝中形成氧化物夹杂，还会在生产中出现铝液喷溅的危险情况；(说明：敞开式的钢带牵引装置导致其产品存在技术缺陷)；

例如：WO1991/001387专利描述的生产方法是向铝水中吹入二氧化碳气体，这是一种会在生产过程中诱发环保问题的技术，现今应禁止；例如：US5147630专利描述的生产方法是利用金属氧化物在金属液体中形成气泡的方法，这是一种无法控制泡沫密度和无法抑制金属氧化的技术；(说明：生产装置如无法控制泡沫密度、无法抑制金属氧化也将严重影响泡沫铝的生产质量)；

例如：EP0544291、US60352874等专利，以及新近公开的CN10366765A专利申请描述了利用炉底吹气的生产方法在技术实现难度上很大，还会产生铝液泄露现象，这些生产方法并不安全。特别是CN10366765A专利申请中描述的在炉底部利用通气砖隔离吹入氮气和铝液，在通气砖的空隙中将氮气吹入铝液形成泡沫，这种方法在理论上是可行的，但实际应用中还是存在铝液封闭困难的问题。(说明：氮气送入装置导致其产品存在技术缺陷)；另外利用轧辊作为浇铸牵引装置，势必会造成泡沫铝板内外泡沫的密度不均问题；(说明：轧辊作为浇铸牵引装置牵引为完全成型的泡沫，必然会因牵引挤压导致泡沫密度不均匀，影响泡沫铝的生产质量)；

例如：US5281251、US5334236等专利描述的生产装置都有一个共同的缺点，搅拌机远离铝液，这样会影响搅拌效果，这是由于无法落实搅拌电机隔热(或耐高温)的措施。还有不论采用何种牵引铸造方法都会出现泡沫铝在高温下裸露在空气中形成表面氧化，生产出的泡沫铝板会出现内部与表面的泡沫密度不均的现象，或者说表面层泡沫较小，内部泡沫较大的产品；

很显然，现有技术中即新近公开的CN102962413A专利申请描述了一种可获均一泡体闭孔泡沫铝的连续铸造系统，该铸造系统的核心部分是利用吹气管向铝液中吹气，然后搅拌破碎气泡达到均匀，利用水平铸造技术的石墨模具，再加上轧辊牵引生产连续的泡沫铝板。其存在着诸多的技术问题，如：连续发泡炉中存在着正压，即铝液面与发泡液面高差过大，泡沫铝液被压出发泡炉，这样做的结构是泡沫铝板的密度难以控制，会夹带大量的纯铝进入泡沫铝板中，还存在着密封等技术问题。吹入的气体如果是空气则存在金属氧化条件。另外水平连铸的石墨模太短，满足不了泡沫铝的冷却条件，再加上轧辊的牵引会使泡沫铝板内外泡沫密度不均匀；

综上所述，如何克服现有技术中泡沫铝板材浇铸生产装置的技术缺陷，连续生产出密度可控、无氧化、低成本的泡沫铝板材仍然是技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续生产密度可控无氧化的泡沫铝板材浇铸装置，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种连续生产密度可控无氧化的泡沫铝板材浇铸装置，包括电阻加热式连续发泡炉(1)、安装在泡沫铝液导罩上的吹气搅拌机(2)、氮气冷却箱(3)、钢带传输机(4)、飞剪(5)、以及传送辊道(6)，其中：