[发明专利]一种铝合金定量浇注炉

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铝合金定量浇注炉，为铝合金重力铸造、高压铸造和倾翻铸造等领域自动提供定量准确的高品质铝合金熔体，属于铝合金铸造定量浇注领域。

技术背景：

铝合金铸造过程中，需要将一定量的铝合金熔体浇入特定的模具型腔。

目前，在铝合金定量浇注领域，高端的铝合金定量浇注炉，主要为单室气压浇注炉，代表高端产品主要有德国史杰克﹒西生产的铝合金气压定量浇注炉，其份额占据我国高端铝合金定量炉市场的80%以上，单室气压浇注炉需要向炉腔上部通入干燥压缩空气对铝水进行加压，将铝水从升液管中压出，所以单室气压浇注炉需要对整个炉体进行密封，对炉体的制作要求高，并需要编制复杂的定量浇注程序对高精度的气压浇注元件进行精确控制而实现精确定量浇注，使用单室气压浇注炉，浇注速度快，定量精确度高，铝合金熔体氧化少，而目前这些气压浇注元件一般为气压浇注炉厂家自行开发，技术壁垒导致这些元件在市场难以采购，所以目前气压浇注炉技术门槛很高，国内目前从事气压浇注炉开发的厂家还未能实现大规模产业化，目前技术较为成熟的均为外资独资品牌，设备价格昂贵，另外，单室气压浇注炉因每次定量浇注均需对熔炉炉腔充入大量干燥的压缩空气，每次浇注完成后又需要将炉腔中大部分加热到高温（大于600℃）压缩空气排出炉外，长期频繁工作，压缩空气使用量大，排放过程中带走的热量也大，能耗较高。另外针对单室铝合金定量浇注炉的缺点，日本开发出双室铝合金定量浇注炉，气压浇注室与加料保温室分开，两个室之间设置有塞杆和塞套，气压浇注时塞杆堵住塞套，使得两室间金属液流动通道堵塞后，再对浇注室进行加压，从而实现定量浇注，但由于塞杆及塞套要满足长期在熔炉底部工作而不损坏，一般寿命要达到2年以上，塞杆及塞套材料采用特殊陶瓷制作，目前我国国内厂家还无法制作出满足上述使用要求的长寿命塞杆及塞套，而采购日本产品，价格极其昂贵，上述原因导致我国塞杆塞套阻断式双室气压浇注炉也无法大规模普及。

发明内容：

本发明的目的是针对目前上述铝合金气压定量浇注存在的问题，开发一种较低采购成本和使用维护成本的双室铝合金定量浇注炉。考虑到目前我国生产的不粘铝陶瓷件还无法用于制作长寿命的塞杆和塞套部件，如何运用我国现有的工业基础，通过结构创新并采用我国能够生产出来的陶瓷材料来实现双室铝合金气压浇注炉的准确定量浇注功能，是本发明的着手点。

为了达成上述目的，本发明的设计思路是：设计双室铝合金定量浇注炉，一个体积较小的室用于气压浇注，其核心功能是准确定量浇注，另一个体积较大的室用于加料、调温及精炼除气，其核心功能是保证铝合金熔体的内部质量。考虑到高品质塞杆及塞套我国尚未具备生产能力，通过结构创新，在不使用塞杆及塞套前提下，实现高精度的定量浇注，本发明的突破点是将气压浇注室用隔板分成平时上端相连的左右两个室，当在浇注室通入干燥压缩空气时，浇注室的铝合金熔体被压入主炉体内腔，液面逐渐降低，当降低到隔板上端高于浇注室铝液液面后，浇注室隔板左右两边铝合金熔体被隔开，随着浇注室上端继续加压，浇注室隔板左端的铝合金熔体在压力作用下压入到升液管内部，并上升，直至流入到转液溜槽，浇注定量采用铝液液位检测装置进行标定，而隔板右端的铝合金熔体被压入到主炉体内腔。

根据上述设计思想，所发明铝合金定量浇注炉工作原理如下（见图1）：

所发明的铝合金定量浇注炉包括转液溜槽（1）、升液管（2）、铝液液位检测装置（3）、气压浇注进排气孔（4）、隔板（5）、外加热装置（6）、内加热装置（7）、浇注室炉体（8）、密封法兰（9）、透气砖（10）、铝合金熔体（11）、主炉体（12）及炉门（13）。

本铝合金熔炉功能如下：工作时，打开炉门（13）,从该炉门加入铝合金液态炉料，炉料经外加热装置（6）加热控温后，铝合金熔体经透气砖（10）除氢和除渣后，经浇注室炉体与主炉体间的熔体通道进入浇注炉体内，并在干燥压缩空气加压下，压入升液管（2）中，并提升流经转液溜槽（1）进入铸造装置，外加热装置（6）采用的能源可为电和天然气。气压浇注的定量精度由铝液液位检测装置（3）检测的液位线高度进行准确标定。

本发明与现行外资品牌铝合金气压浇注炉相比，有如下效果：

1、较之于单室炉体，本双室炉体仅需对体积较小的浇注室进行气密密封设计，制作难度小；

2、较之于单室炉体，双室炉体无需采用大量干燥压缩空气对整个大炉膛进行加压并排出高温压缩空气，节省气体使用成本；