[发明专利]一种铝型材用的熔铸铝棒的熔炼工艺

摘要

本发明提出一种铝型材用的熔铸铝棒的熔炼工艺，将铝原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中通入氮气，将熔炼炉中的空气排出；利用熔炼炉将铝原料熔化成熔化铝液，并利用超声波对熔化铝液进行均匀的振动搅拌；分别排出熔化铝液表面的杂质和熔化铝液底层的杂质，同时利用加热的氮气将铝棒铸造装置中的空气排出并对铝棒铸造装置进行预热；将熔化铝液由下至上挤入到铝棒铸造装置的铝棒模具管中；对多余的熔化铝液进行收集；对铝棒模具管及内部的熔化铝液进行冷却铸造成铝棒；对铝棒表面喷涂防氧化涂料形成防氧化涂层；将铝棒取出。本发明的铝型材用的熔铸铝棒的熔炼工艺，显著减少杂质、降低氧化程度、提高铝棒及铝型材制品质量。

主权项

1.一种铝型材用的熔铸铝棒的熔炼工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铝原料放入熔炼炉中，向熔炼炉中通入氮气，将熔炼炉中的空气排出；(2)利用熔炼炉将铝原料熔化成熔化铝液，并利用超声波对熔化铝液进行均匀的振动搅拌；(3)分别排出熔化铝液表面的杂质和熔化铝液底层的杂质，同时利用加热的氮气将铝棒铸造装置中的空气排出并对铝棒铸造装置进行预热；(4)将熔化铝液由下至上挤入到铝棒铸造装置的铝棒模具管中；(5)对多余的熔化铝液进行收集；(6)对铝棒模具管及内部的熔化铝液进行冷却铸造成铝棒；(7)对铝棒表面喷涂防氧化涂料形成防氧化涂层；(8)将铝棒取出；利用熔炼设备对铝棒进行熔炼；所述熔炼设备包括熔炼炉、吹氮气装置、铝棒铸造装置和防氧化喷涂装置；所述熔炼炉包括炉主体和设于炉主体上开口的炉盖；所述炉主体的侧壁形成有供熔化铝液流出进行铸造的第一出口，高于第一出口高度供熔化铝液表层流出的第二出口，和低于第一出口高度供熔化铝液底层流出的第三出口；所述炉主体的底壁的上表面设有超声波发生装置，所述超声波发生装置的上表面为有一侧至另一侧逐渐向下倾斜的第一斜面；所述第一出口与所述第一斜面的上端相对应，所述第三出口与所述第一斜面的下端相对应；所述第一出口配设有与所述铝棒铸造装置连通的通道，所述通道由所述第一出口至所述铝棒铸造装置逐渐向下倾斜设置；所述盖体的上端形成有与所述吹氮气装置连通的第一氮气进口和与外界连通的第一排气口；所述第一出口配设有第一开关，所述第二出口配设有第二开关，所述第三出口配设有第三开关，所述第一氮气进口配设有第四开关，所述第一排气口配设有第五开关；所述吹氮气装置包括氮气储罐，处于氮气储罐下游对氮气进行加热的氮气加热装置，连接于氮气储罐和氮气加热装置之间的第一氮气输送管，连接于氮气加热装置和所述第一氮气进口之间的第二氮气输送管，以及连接于氮气加热装置和所述通道的上端之间的第三氮气输送管；所述通道的上端形成有与所述第三氮气输送管连通的第二氮气进口；所述第一氮气输送管配设有第一调节开关，所述第二氮气输送管配设有第二调节开关，所述第三氮气输送管配设有第三调节开关；所述铝棒铸造装置包括处于上方的铸造箱，处于下方的过渡箱，以及设于铸造箱和过渡箱之间的第一隔板；所述铸造箱和过渡箱为竖向设置的圆柱状；所述铸造箱内设有多个竖向设置的铸造铝棒的铝棒模具管，相邻的所述铝棒模具管之间具有供冷却流体流通的间隙，所述铸造箱的侧壁形成有处于下部的冷却流体进口和处于上部的冷却流体出口，所述冷却流体进口与冷却流体源连通；所述过渡箱包括与所述通道的下端连通的第一竖向侧壁，与第一竖向侧壁相对的第二竖向侧壁，和设于下端的倾斜底壁；所述第一竖向侧壁形成有与所述通道的下端连通的第一通口，所述倾斜底壁由所述第一竖向侧壁至所述第二竖向侧壁逐渐向下倾斜设置；所述倾斜底壁的下端形成有供多余熔化铝液流出的第四出口，所述第四出口配设有第六开关和对铝液进行收集的铝液收集箱；所述第一隔板形成有多个与各所述铝棒模具管的下端一一对应的通孔；所述第一隔板包括处于上方与所述铸造箱的侧壁及各所述铝棒模具管连接的水平固定板，和层叠于水平固定板下方可绕轴线转动的水平转动板；所述通孔包括形成于所述水平固定板上的上孔和形成于所述水平转动板上的下孔；所述水平转动板配设有第一转动驱动装置；所述防氧化喷涂装置包括处于所述铸造箱上方的防氧化喷涂箱，设于防氧化喷涂箱的内侧壁上的防氧化涂料喷射机构，对防氧化涂料喷射机构供应防氧化涂料的防氧化涂料供应机构，以及设于防氧化喷涂箱和所述铸造箱之间的第二隔板；所述防氧化喷涂箱包括箱主体和设于箱主体上端的箱盖，所述箱盖形成有第二排气口；所述第二隔板形成有多个供铸造成型的铝棒穿过并进入所述防氧化喷涂箱内的第二通口，各所述第二通口与各所述铝棒模具管一一对应，且所述第二通口的直径与所述铝棒模具管的内径相等；所述铝棒铸造装置还包括将铸造成型的铝棒向上抵顶而从所述第二通口穿过进入所述防氧化喷涂箱内的抵顶装置；所述抵顶装置包括处于所述倾斜底壁下方并固定设置的水平固定基板，平行设于水平固定基板下方的升降移动板，多个竖向设于升降移动板上并竖直向上延伸的竖向抵顶杆，至少两个设于水平固定基板上并竖直向下延伸的竖向导向杆，设于水平固定基板上并竖直向下延伸的螺杆，和设于水平固定基板上驱动螺杆转动的第二转动驱动装置；所述竖向抵顶杆向上滑动贯穿所述水平固定基板、倾斜底壁和第一隔板，各所述竖向抵顶杆与各所述铝棒模具管同轴设置；所述水平固定基板形成有多个供各所述竖向抵顶杆一一匹配滑动穿过的第一导向孔，所述倾斜底壁形成有多个供各所述竖向抵顶杆一一匹配滑动穿过的第二导向孔，所述第一隔板形成有供各所述竖向抵顶杆一一匹配滑动穿过的第三导向孔；所述竖向导向杆向下滑动贯穿所述升降移动板，所述螺杆向下贯穿所述升降移动板；所述升降移动板形成有供各所述竖向导向杆一一匹配滑动穿过的第四导向孔，所述升降移动板形成有与所述螺杆相配合的螺孔；在所述步骤(1)中，操作第一开关、第二开关和第三开关将第一出口、第二出口和第三出口关闭，然后将铝原料放入熔炼炉中，将炉盖关闭，然后操作第一调节开关和第二调节开关并操作第四开关和第五开关将第一氮气进口和第一排气口打开，启动吹氮气装置，使一定流量的氮气经第一氮气输送管进入氮气加热装置进行加热成高于660℃的热氮气，并使热氮气经第二氮气输送管由第一氮气进口吹入熔炼炉中将熔炼炉中的空气从第一排气口挤出；在所述步骤(2)中，在保持热氮气在熔炼炉中流通的同时，熔炼炉对铝原料进行加热熔化，然后启动超声波发生装置在熔化铝液底部进行超声波振动，超声波发生装置对熔化铝液进行均匀的振动搅拌并在熔化铝液中传递振动波能量，将熔化铝液中的大块杂质震碎，密度低于熔化铝液的轻杂质会随着振动波的振动作用逐渐漂浮到熔化铝液的上表面，而密度高于熔化铝液的重杂质会随着振动波的振动作用逐渐沉积在超声波发生装置的第一斜面上，并且重杂质进一步随着振动而沿着第一斜面下滑堆积在第三出口处；在所述步骤(3)中，关闭超声波发生装置，将熔化铝液静止时间a，时间a为10‑100分钟，然后操作第二开关将第二出口打开，将熔化铝液的表层从第二出口排出，清除熔化铝液表层的轻杂质；然后再将熔化铝液静止时间b，时间b为5‑20分钟，然后操作第三开关将第三出口打开，将熔化铝液的底层从第三出口排出，清除熔化铝液底层的重杂质；在此时间a和时间b期间，操作第三调节开关，使一定流量的热氮气经第三氮气输送管由第二氮气进口进入通道并依次通过第一通口进入过渡箱内，再通过各通孔进入各铝棒模具管，然后热氮气通过各第二通口进入防氧化喷涂箱内并经由第二排气口排出，将通道、过渡箱、各铝棒模具管和防氧化喷涂箱内的空气排出并对通道、过渡箱、各铝棒模具管进行预热；在所述步骤(4)中，操作第三调节开关关闭第三氮气输送管，操作第五开关关闭第一排气口，操作第一开关打开第一出口，利用第一氮气输送管向熔炼炉内输送热氮气产生的压力将熔炼炉内的熔化铝液加快从第一出口流入通道内，然后熔化铝液依次通过第一通口进入过渡箱内，再通过各通孔进入各铝棒模具管内；当各铝棒模具管充满熔化铝液后，操作第一开关关闭第一出口，利用第一转动驱动装置驱动水平转动板转动，使各下孔与各上孔相错开，将各上孔封堵；在所述步骤(5)中，操作第六开关打开第四出口，操作第三调节开关打开第三氮气输送管，利用第三氮气输送管向通道内输送热氮气产生的压力将通道内的熔化铝液加快从第一通口进入过渡箱，过渡箱内的熔化铝液沿着倾斜底壁经第四出口排出至铝液收集箱中；在所述步骤(6)中，待过渡箱内的熔化铝液完全排出后，将冷却流体从冷却流体进口通入到铸造箱内并从冷却流体出口流出，对铝棒模具管及内部的熔化铝液进行冷却铸造成铝棒；在所述步骤(7)中，待铝棒冷却成型后，利用第二转动驱动装置驱动螺杆转动，螺杆利用升降移动板的螺孔驱动升降移动板沿着各竖向导向杆向上移动，升降移动板带动各竖向抵顶杆沿着各第一导向孔和第二导向孔向上移动而穿过各第三导向孔对各铝棒同时向上抵顶，使各铝棒从各第二通口进入到防氧化喷涂箱内，然后启动防氧化涂料喷射机构向各铝棒表面喷涂防氧化涂料形成防氧化涂层；在所述步骤(8)中，待各铝棒表面形成防氧化涂层后，打开箱盖，将铝棒取出。