金屬鑄造中的熔體連續供給系統的製作方法

2023-05-19 10:36:01 1

專利名稱：金屬鑄造中的熔體連續供給系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬鑄造中的熔體連續供給系統，其能夠通過傾動式熔化爐和傾動式保溫爐的複合動作而由1臺保溫爐連續進行多個批次的鑄造。
背景技術：
過去，關於將鋁合金等熔融金屬的熔體供給至壓鑄機等的裝置，曾有各種方案被提出。例如，一種為人們所周知的方法是通過鑄勺從保持預先熔化的足夠量的金屬熔體的保溫爐汲取一定量的熔體，並進行計量、搬送、澆注(例如，參照專利文獻1)。在上述通過鑄勺進行搬送的情況下，由於搬送距離變長、熔體潑出等問題，故而搬送速度無法提升，這將導致搬送時間較長、熔融金屬冷卻，繼而流動性降低、附著於鑄勺、以及因與外部大氣的接觸而在表面產生氧化皮膜，從而存在難以獲得良好的產品等問題。作為解決上述問題的供給裝置，有一種裝置為人們所周知，其使用傾動式保溫爐向鑄造機供給金屬熔體，該傾動式保溫爐通過設置在爐體下部的2臺液壓缸的動作，以傾動支點軸為基點而使爐本體傾動，從熔體排出口排出金屬熔體(例如，參照專利文獻2)。專利文獻1 JP特公昭60-25220號公報專利文獻2 JP實開平6-41964號公報

發明內容
發明所要解決的課題在從上述專利文獻2的傾動式保溫爐向鑄造機排出熔體時，為保持一定的熔體排出量，使用一種以鑄造導管熔體水平為指標調整保溫爐的傾動速度的控制系統。但是，由於熔化爐/保溫爐都是分批式爐，因此，一批熔體排出結束之後必然也伴隨鑄造的結束，在下一批中需要重新從頭開始。特別是在連續鑄造過程中，鑄造開始時的作業較為繁雜，並且金屬損耗也較多，因此人們需要一種能夠連續鑄造多個批次的系統。為此，通過設置2臺保溫爐能夠解決上述問題，但是這樣一來，又會遇到不僅需要高額的設備投資，而且還必須確保足夠大的設置面積等問題。本發明是以解決上述問題為課題而研究開發的，其目的在於提供一種熔體連續供給系統，其能夠通過傾動式熔化爐和傾動式保溫爐的複合動作而由1臺保溫爐連續進行多個批次的鑄造。解決課題的方法為解決上述課題，作為達成上述目的的方法，本發明開發並採用了一種金屬鑄造中的熔體連續供給系統，其特徵在於，由使爐體傾動而排出金屬熔體的熔化爐和保溫爐構成，具有將熔體排出至熔化爐的熔體排出口的熔體轉移導管以及將熔體排出至保溫爐的熔體排出口的鑄造導管，包括使保溫爐上升並經由鑄造導管將一定流量的熔體供給至鑄造機鑄造導管的第一動作；在該保溫爐即將達到上升極限之前停止並且一邊持續排出熔體一邊下降的第二動作；使熔化爐上升並經由熔體轉移導管向下降過程中的保溫爐轉移一定流量的熔體的第三動作；保溫爐一邊下降一邊從熔化爐接收熔體並同時排出一定流量的熔體 的第四動作；以及在保溫爐即將達到下降極限之前停止並且一邊持續排出熔體一邊再次上 升的第五動作，反覆進行第一動作至第五動作的過程直至鑄造結束。在如上所述而構成的金屬鑄造中的熔體連續供給系統中，開發並採用了一種金屬 鑄造中的熔體連續供給系統，其特徵在於，上述第一動作、第二動作以及第五動作中的熔體 從保溫爐的排出，是以通過傳感器檢測鑄造導管液面水平而轉移一定流量的熔體的方式進 行控制；並且，其另一特徵在於，上述第三動作、第四動作中的熔體從熔化爐和保溫爐的排 出，是以通過傳感器檢測熔體轉移導管液面水平和鑄造導管液面水平而轉移一定流量的熔 體的方式進行控制；另外，其又一特徵在於，上述第三動作、第四動作的熔體轉移導管液面 水平和鑄造導管液面水平是通過不同的兩個系統進行控制，在液面水平維持正常的情況 下，上述兩個系統之間無關聯，在任一液面水平發生異常的情況下，不僅能夠在發生異常的 系統側進行校正動作，在另一個系統側也能夠進行校正動作，通過彼此互補的聯鎖系統進 行控制。發明功效根據本發明，通過傾動式熔化爐和傾動式保溫爐的複合動作，即使在只有1臺保 溫爐的情況下，也不會使熔體中斷，可連續進行多個批次的鑄造，不僅可省略鑄造開始時的 繁雜作業，還可減少金屬損耗、提升成品率、提高作業效率。此外，可獲得不易被氧化的良好 鑄造品，並且由於採用1臺保溫爐即可，因此可節省設備費、節約設置面積。


圖1為表示熔化爐和保溫爐的正視圖。圖2為表示熔化爐和保溫爐的第一動作的簡略正視圖。圖3為表示熔化爐和保溫爐的第二動作的簡略正視圖。圖4為表示熔化爐和保溫爐的第三動作的簡略正視圖。圖5為表示熔化爐和保溫爐的第四動作的簡略正視圖。圖6為表示熔化爐和保溫爐的第五動作的簡略正視圖。圖7為熔化爐和保溫爐的操作流程圖。圖8為1臺保溫爐的系統流程圖。圖9為2臺保溫爐的系統流程圖。圖10為表示塞栓控制方式的簡略剖視圖。圖11為表示噴栓控制方式的簡略剖視圖。標號說明1熔化爐Ia 爐體2保溫爐2a 爐體3熔體轉移導管3a熔體轉移導管液面4鑄造導管
4a鑄造導管液面5鑄造機鑄造導管6、7液壓缸8、9雷射傳感器
具體實施例方式以下，依據附圖對本發明的實施方式加以說明，本發明的結構為1為熔化金屬材料的傾動式熔化爐，2為將熔化後的金屬熔體M保持在一定溫度的傾動式保溫爐，熔化爐1 和保溫爐2並列設置，在熔化爐1的熔體排出口處設置有向保溫爐2的方向突出的熔體轉移導管3，在保溫爐2的熔體排出口處設置有向鑄造機鑄造導管5的方向突出的鑄造導管 4，熔體轉移導管3的前端部到達保溫爐2，鑄造導管4的前端部到達鑄造機鑄造導管5，通過使爐體Iada傾動而將爐內的熔體M經由熔體轉移導管3及鑄造導管4排出。在熔化爐1和保溫爐2的側部設置有液壓缸6、7，在熔體排出口側以可自由轉動的方式軸支撐有傾動軸鉸鏈(未圖示)，通過液壓缸6、7的伸縮而上升、下降，同時可傾動，熔化爐1以及保溫爐2的熔體M經由熔體轉移導管3及鑄造導管4被排出，熔體排出量根據上升速度(液壓缸速度)而增減。雷射傳感器8、9是持續監視熔體轉移導管3的液面水平3a和鑄造導管4的液面水平如的變化的傳感器，其檢測熔體轉移導管3的液面水平3a和鑄造導管4的液面水平 4a，並通過調整熔化爐1和保溫爐2的上升速度而排出一定量的熔體。此外，在一邊從熔化爐1接收熔體一邊進行鑄造的情況下，調整下降速度。熔體轉移導管3的前端部(保溫爐進液口部)為封閉結構，熔體M從熔體轉移導管3底面的注出口 10排出，並排入至保溫爐2中。注出口 10為有效橫截面積可變的結構。對上述結構的金屬鑄造中的熔體連續供給系統的使用方式進行說明。為了持續進行連續鑄造，需要在保溫爐2的熔體M完全排出之前從熔化爐1補充熔體M，為此，需要使熔化爐1和保溫爐2執行如下的複合動作。S卩，傾動式熔化爐1為停止的垂直狀態，熔體M在熔化爐1的液槽內並不排出。另一方面，傾動式保溫爐2通過液壓缸7上升，爐體加通過傾動軸鉸鏈稍微傾斜，因此保溫爐 2內的熔體M經由鑄造導管4排出。此時，通過雷射傳感器9檢測鑄造導管液面水平如，將一定流量的熔體供給至鑄造機鑄造導管5，以上為第一動作(圖2)。熔化爐1保持第一動作的停止狀態，熔體M在熔化爐1的液槽內並不排出，但是保溫爐2相比第一動作進一步上升，並在即將達到上升極限之前停止。爐體加的傾斜相比第一動作的傾斜更加厲害，保溫爐2內的熔體M繼續經由鑄造導管4而持續排出，同時準備進入下降動作，以上為第二動作(圖3)。熔化爐1通過液壓缸6上升，爐體Ia通過傾動軸鉸鏈傾斜，液槽內的熔體M經由熔體轉移導管3被排出，並被轉移至下降過程中的保溫爐2中。此時，通過雷射傳感器8對熔體轉移導管液面水平3a進行檢測，供應一定流量的熔體，同時，保溫爐2內的熔體M經由鑄造導管4被以一定流量排出至鑄造機鑄造導管5，以上為第三動作(圖4)。保溫爐2進一步下降，並且接收從熔化爐1的熔體轉移導管3排出的一定量的熔體M，同時從保溫爐2經由鑄造導管4被以一定流量供給至鑄造機鑄造導管5，以上為第四動作(圖5)。保溫爐2在即將達到下降極限之前停止，並且在持續排出熔體的同時準備再次進入上升動作，以上為第五動作(圖6)。通過重複上述第一動作至第五動作的過程直至鑄造結束，即使只有1臺保溫爐， 熔體M也可不間斷地連續進行多個批次的鑄造。如上所示，為持續鑄造多個批次，需要在保溫爐2的熔體M完全排出之前從熔化爐 1補充熔體M，為此保溫爐2的下降過程中的補充熔體轉移成為關鍵。並且，在補充期間，為使保溫爐2持續排出一定量的熔體，補充轉移熔體也必須準確地定量排出。因此，在從熔化爐1向保溫爐2轉移熔體時，需要通過熔體轉移導管液面水平3a的控制而調整熔化爐1的傾動速度。並且，與此同時，在保溫爐2下降的期間也是同樣，為使從熔化爐1補充的熔體M 定量排出，需要通過調整下降傾動速度而執行鑄造導管液面水平如的控制。通過同時執行上述兩個控制，僅通過1臺保溫爐2也可不間斷地連續進行多個批次的鑄造。此外，在上述第三動作、第四動作的從熔化爐1向下降過程中的保溫爐2進行補充轉移熔體時，熔體轉移導管3的液面水平3a和鑄造導管4的液面水平如由上述兩個不同的系統控制，只要液面水平3^如維持正常，那麼兩系統之間並無關聯，但是如果液面水平 3a、4a中的任一方發生異常，則不僅在發生異常的系統側需要進行校正動作，在另一個系統側也需要進行校正動作，通過彼此互補的聯鎖系統進行控制。S卩，如圖7的操作流程圖所示，熔化爐側的步驟21中，如果熔化爐的熔體轉移導管熔體達到水平的上上限(HH)，則如步驟22所示，既可只停止熔化爐的傾動上升，也可使下遊的保溫爐2持續執行控制動作。但是，保溫爐2的下降期間(熔體轉移導管水平控制和鑄造導管水平控制的情況下)在保溫爐側的步驟31中，如果鑄造導管熔體達到水平的上上限(HH)，則不僅需要如步驟32所示，將保溫爐的傾動下降速度切換為高速，還需要如步驟 33所示，以高速使上升中的熔化爐下降，停止熔體的供給。熔化爐1及保溫爐2的高速下降動作，在步驟34、35中，如果鑄造導管熔體水平下降至DL，則可停止。另一方面，如步驟38 所示，如果鑄造導管熔體達到水平的下下限(LL)，則如步驟36所示，僅停止保溫爐傾動下降即可，而熔化爐1必須持續執行控制動作以持續供給熔體M。圖8表示在由1臺熔化爐1、1臺保溫爐2以及1臺鑄造機5構成的情況下的框線圖，按箭頭方向流動，可連續進行多個批次的鑄造。此外，圖9表示在由1臺熔化爐1、2臺保溫爐2、2以及2臺鑄造機5、5構成的情況下的框線圖，按箭頭方向流動，通過使用本系統， 可同時連續鑄造2種以上的合金。以上，在本發明的實施方式中，作為熔體流量控制方式，以爐傾動速度調整方式進行了說明，但是並非限定於此，例如，也可如圖10所示，採用可動栓12在熔化爐1或保溫爐 2的開口部11處左右移動的塞栓控制方式而執行，或者如圖11所示，採用可動栓14在配置於鑄造機鑄造導管5的上表面上的鑄造導管4的底部所設置的筒體13處上下移動的噴栓控制方式而執行，當然，可在能夠達成發明目的、且不脫離發明主旨的範圍內進行各種設計變更。工業實用性本發明不僅可用於在各有1臺熔化爐和保溫爐的情況下連續進行多個批次的鑄造，並且在有2臺以上保溫爐的情況下，也可有效使用本系統，此外，在同時連續鑄造2種合金的情況下也非常有效。
權利要求
1.一種金屬鑄造中的熔體連續供給系統，其特徵在於由使爐體傾動而排出金屬熔體的熔化爐和保溫爐構成，具有將熔體排出至熔化爐的熔體排出口的熔體轉移導管和將熔體排出至保溫爐的熔體排出口的鑄造導管，包括使保溫爐上升並經由鑄造導管將一定流量的熔體供給至鑄造機鑄造導管的第一動作、該保溫爐在即將達到上升極限之前停止並且一邊持續排出熔體一邊下降的第二動作、使熔化爐上升並經由熔體轉移導管向下降過程中的保溫爐轉移一定流量的熔體的第三動作、保溫爐一邊下降一邊從熔化爐接收熔體並同時排出一定流量的熔體的第四動作以及保溫爐在即將達到下降極限之前停止並且一邊持續排出熔體一邊再次上升的第五動作，反覆進行第一動作至第五動作的過程直至鑄造結束。
2.根據權利要求1所述的金屬鑄造中的熔體連續供給系統，其特徵在於上述第一動作、第二動作以及第五動作中的熔體從保溫爐的排出，是以通過傳感器檢測鑄造導管液面水平而轉移一定流量的熔體的方式進行控制。
3.根據權利要求1所述的金屬鑄造中的熔體連續供給系統，其特徵在於上述第三動作、第四動作中的熔體從熔化爐和保溫爐的排出，是以通過傳感器檢測熔體轉移導管液面水平和鑄造導管液面水平而轉移一定流量的熔體的方式進行控制。
4.根據權利要求1所述的金屬鑄造中的熔體連續供給系統，其特徵在於上述第三動作、第四動作的熔體轉移導管液面水平和鑄造導管液面水平是通過不同的兩個系統進行控制，在液面水平維持正常的情況下，所述兩個系統之間無關聯，在任一液面水平發生異常的情況下，不僅能夠在發生異常的系統側進行校正動作，在另一個系統側也能夠進行校正動作，通過彼此互補的聯鎖系統進行控制。
全文摘要
本發明的金屬鑄造中的熔體連續供給系統，是由使爐體傾動而排出金屬熔體的熔化爐(1)和保溫爐(2)構成，並具有將熔體(M)排出至熔化爐(1)及保溫爐(2)的熔體排出口的熔體轉移導管(3)和鑄造導管(4)。使保溫爐(2)上升並經由鑄造導管(4)將一定流量的熔體(M)供給至鑄造機鑄造導管(5)。保溫爐(2)上升後停止，並在持續排出熔體的同時下降。使熔化爐(1)上升，並通過熔體轉移導管(3)將一定流量的熔體轉移至下降過程中的保溫爐(2)。保溫爐在下降的同時從熔化爐接收熔體，同時排出一定流量的熔體。保溫爐在下降後停止，並在持續排出熔體的同時上升。重複進行上述動作直至鑄造結束。
文檔編號B22D47/00GK102292175SQ201080002339
公開日2011年12月21日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年3月25日
發明者上妻學而 申請人:Rozai工業株式會社