一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置的製作方法
2023-05-06 16:42:06
專利名稱：一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋁合金熔化鑄造設備製造領域，特別適用於鋁合金熔化爐的出鋁作業
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
隨著我國汽車工業的快速發展，汽車零部件的製造行業也得到了前所未有的發展，今後還有進一步擴大的趨勢，汽車零部件生產行業正方興未艾。其中圍繞汽車自身的節能減排也傾注了諸多研究人員的精力和心血。為了減輕了汽車整體重量進而降低汽車的綜合能耗，汽車發動機外殼、輪轂、泵體和閥門等一系列關鍵零部件正在逐步由以往普遍使用的鑄鐵或鑄鋼件改用重量輕、強度好的鋁合金或鎂鋁合金材料製作，汽車用鋁合金零部件必將會得到越來越廣泛的市場應用。鋁合金熔化爐是製造鋁合金零部件所必須的關鍵設備之一，近幾年也隨之有了快速的發展，溶速快、耐侵蝕、高保溫、少氧化、節能環保的新一代鋁合金熔化設備正在被各個生產廠家廣泛使用。現在使用的鋁合金熔化爐設備，其出鋁結構基本有2種方式第一種為傾倒式爐體出鋁結構，該種方式主要適用於體積小、設備本體能夠傾轉的熔化保溫爐，出鋁作業時首先啟動相關的液壓系統，讓爐體發生轉動，當爐體與水平面的傾角達到一定程度的時候，鋁水可順著出鋁口流到鑄件模具的受鋁口內，實現鑄錠，模具鑄滿後爐體迴轉，停止出鋁，移動模具再進行下一次鑄錠作業。此種爐體出鋁方式需要液壓驅動，結構相對複雜，特別是當爐體較大超過一定噸位的時候，靠傾動出鋁不僅難度加大，而且存在當驅動裝置出現意外或不可控制狀態時，勢必造成鋁液外溢，發生危險事故。第二種方式為直排式出鋁結構，具體方式和高爐的出鐵口比較相似，即在熔化爐側面靠下部位設置一出鋁口，鋁熔化過程中該出鋁口一直處於堵塞狀態，等到澆鑄前依靠人工打開出鋁口，對準鋁水包排出鋁水，然後再次依靠鋁塞頭將出鋁口堵住。此種出鋁方式的關鍵在於出鋁口開口時必須及時，堵塞時必須安全，因不能及時封堵或沒有封住出鋁口， 中間出現鋁液漏出，勢必造成危險事故發生。本項發明的目的是設計出一種更加安全可靠的新型出鋁裝置，既可以保持第一種方式中的無需封堵出鋁口，又能保持第二種方式中出鋁時爐體不至於傾斜。
發明內容
本發明提供了一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特徵是在鋁合金熔化爐設備爐牆外側設有和鋁合金熔化爐爐體內部熔池相連通的葉輪槽，葉輪槽底面低於爐體內部熔池底面，葉輪槽內置有由傳動裝置通過葉輪軸帶動的葉輪，葉輪槽通過水平鋁液通道和出液腔同出鋁槽相通，在出液腔上方設有蓋板，出液腔與熔化爐熔池之間設有隔牆，在出液腔底部設有殘鋁放流口。在所述鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置中，葉輪主要由外側圓筒、內側圓筒和焊接固定在外側圓筒和內側圓筒之間的4-8個葉片構成，其中外側圓筒頂部設有外沿，內側圓筒頂部設有圓形蓋板，圓型蓋板正中開有用於固定葉輪軸的螺紋口，單個葉片平面垂直於內側圓筒表面，並沿內側圓筒表面按順時針方向螺旋式上升並焊接固定，葉片螺旋角始終與水平面成α角，α = 30-45°。在裝置的出液腔內設有升溫加熱裝置本項發明具有以下技術特點(I)出鋁操作十分簡單，每次出鋁時無需傾動爐體，也無需人工在爐牆處特意打開預留的出鋁口，真正做到了安全可靠，免除現場工作人員開口作業鋁水噴濺的危險。(2)明顯節約了出鋁作業時間，當所用鋁錠全部熔化後，如需出鋁，只要啟動帶動葉輪的電機，通過葉輪軸帶動葉輪旋轉，即刻就會有鋁合金液體自出鋁槽內流出，隨用隨出，方便快捷，節約時間。(3)提高了出鋁量的控制精度。採用變頻電機作為葉輪的驅動系統，控制其轉速， 也可實現定量出鋁，且能基本保證不出任何漏鋁等安全事故。
附圖I是本項發明裝置的結構示意圖；附圖2是本項發明裝置中關鍵部件葉輪的結構示意圖；附圖3為沿圖2的A-A線截取的截面圖。在圖I、圖2和圖3中，I為爐牆，2為固定架，3為電機及減速系統，4為葉輪軸，5 為升溫加熱器，6為出招槽,7為隔牆,8為出液腔,9招液水平通道，10為放流口，11為葉輪， 12為葉輪渦槽，13為內部熔池，14為蓋板，15為外側圓筒，16為葉片，17為螺紋口，18為內側圓筒，19為外側圓孔外沿，20為內側圓筒頂部蓋板。
具體實施例方式本發明設計的出鋁口如附圖I所示，在附圖I中，I為爐牆，2為固定架，3為電機及減速系統，4為葉輪軸,5為升溫加熱器,6為出招槽,7為隔牆,8為出液腔,9招液水平通道, 10為放流口，11為葉輪,12為葉輪渦槽,13為內部熔池，14為蓋板。由圖I可見,本裝置處於鋁合金熔化爐設備的爐牆外側，設計出一個和鋁合金熔化爐爐體內部熔池相連通的葉輪渦槽12，葉輪渦槽12底面略低於爐體內部熔池底面，葉輪渦槽12內放置有由葉輪軸4帶動的葉輪11，葉輪軸4則由電機及減速系統3帶動，葉輪渦槽12通過水平鋁液通道9和出液腔8同出鋁槽6相通，出鋁槽6外設有鋁水包。葉輪11是本項發明的核心部件，葉輪11的具體結構如附圖2和附圖3所示，在附圖2和附圖3中，15為外側圓筒，16為葉片，17為螺紋口，18為內側圓筒，19為外側圓孔外沿』20為內側圓筒頂部圓型蓋板。由圖2和圖3可見，該葉輪11主要由外側圓筒15、內側圓筒18和焊接固定在外側圓筒15和內側圓筒18之間的多個(例如，4-8個)葉片構成，其中外側圓筒15頂部設有外沿，內側圓筒18頂部設有圓形蓋板20，圓型蓋板20正中開有用於固定葉輪軸的螺紋口 17，單個葉片平面垂直於內側圓筒表面，並沿內側圓筒表面按順時針方向螺旋式上升並焊接固定，葉片螺旋角始終與水平面成α角，α = 30-45°。工作時，葉輪11在電機和傳動裝置驅動下順時針快速旋轉，葉片隨葉輪11旋轉便產生向下的旋轉推力，帶動鋁液由葉輪上部通過葉輪帶動向下運動，並通過下面封閉的水平鋁液通道9，進入出液腔8內；由於流動鋁液能量增加，出液腔8內鋁液液面不斷上升，當上升超過出鋁槽6底面高度時，液體便順著出鋁槽6排出，流入鋁水包內，用於澆鑄。為了儘量減少鋁合金液體在其出鋁過程中的溫降，在出液腔8上方設有保溫性能極好的蓋板；而出液腔8與內部熔池之間的隔牆7則採用導熱較好的耐火材料砌築，同時在出液腔8內設有升溫加熱裝置5，以此保證隔牆7兩側鋁水溫度基本一致；為保證必要時能將鋁合金熔化爐爐體內部熔池的合金鋁液體全部出淨，在出液腔8底部增設一個排出殘留鋁液的放流口 10，工作時此放流口 10處於關閉狀態，一旦需要將爐內殘鋁全部清除乾淨時，可將此放流口 10打開，將所有的鋁合金液體全部放淨。葉輪11是本裝置中的易損件，為了保證對其檢查和更換做到及時方便，蓋板14的拆卸和安裝要相對比較容易，即拆下蓋板，可以順利將葉輪取出，當葉輪11重新放回到葉輪渦槽12後，又能很快將蓋板14蓋好，葉輪11通過螺紋口 17的螺紋固定在葉輪軸4上， 葉輪軸4和減速系統或直接和電機相聯，電機及減速系統3固定在蓋板14之上單獨設置的固定支架2或爐牆I上。本項發明已經設計並進行了實驗階段的實施，其中使用本裝置的鋁合金熔化爐的規格為10噸，具體結構形式和附圖I及附圖2所示基本相同，其中各部件主要參數及所用材料如下電機功率5. 5Kw，2. 2Kw減速機，減速比i = 6葉輪直徑Φ300_ΧΗ255_，葉輪槽直徑330mm，是葉輪工作場所，葉輪與葉輪渦槽間隙15mm葉輪轉速180-350rpm葉片數量6片鋁液通道斷面尺寸高度150mmX寬度200mmX長度200_出液腔斷面尺寸寬度295mm X長度500mm葉輪軸直徑Φ = 6mm，採用SUS304不鏽鋼材料製作。出鋁槽採用耐鋁液浸蝕、耐磨澆注料製作，出鋁槽的底面最高高度要比熔化爐內鋁液面所在最高高度還高75_。根據出鋁時間要求，通過變頻調速控制出鋁的速度；如果鋁包坐落於計量器具上，通過電氣控制，還可實現準確定量出鋁。實驗證明，根據本發明的壓差式出鋁裝置操作簡便，安全可靠。
權利要求
1.一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特徵是在鋁合金熔化爐設備爐牆外側設有和鋁合金熔化爐爐體內部熔池相連通的葉輪槽，葉輪槽底面低於爐體內部熔池底面，葉輪槽內置有由傳動裝置通過葉輪軸帶動的葉輪，葉輪槽通過水平鋁液通道和出液腔同出鋁槽相通，在出液腔上方設有蓋板，出液腔與熔化爐熔池之間設有隔牆，在出液腔底部設有殘鋁放流口。
2.根據權利要求I所說的一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特徵在於，所述葉輪由外側圓筒、內側圓筒和焊接固定在外側圓筒和內側圓筒之間的4-8個葉片構成，其中外側圓筒頂部設有外沿，內側圓筒頂部設有圓形蓋板，圓型蓋板正中開有用於固定葉輪軸的螺紋口，單個葉片平面垂直於內側圓筒表面，並沿內側圓筒表面按順時針方向螺旋式上升並焊接固定，葉片螺旋角始終與水平面成a角，a = 30-45°。
3.根據權利要求I所說的一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特徵在於，所述出液腔內設有升溫加熱裝置。
全文摘要
本項發明公開了一種鋁合金熔化爐用出鋁作業裝置，其特徵是在鋁合金熔化爐設備爐牆外側設一個和鋁合金熔化爐爐體內部熔池相連通的葉輪槽，葉輪槽底面低於爐體內部熔池底面，葉輪槽內置有由電機通過葉輪軸帶動的葉輪，葉輪槽通過水平鋁液通道和液腔同出鋁槽相通，在出液腔上方設有蓋板，出液腔與熔化爐熔池之間設有隔牆，在出液腔底部設有殘鋁放流口。採用本出鋁作業裝置，可以顯著提高作業效率，避免作業事故。
文檔編號F27D3/14GK102589298SQ20121004233
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者許學金 申請人:瀋陽東大三建工業爐製造有限公司