專利名稱：一種金屬熔體的定量澆注方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬液體的定量澆注方法與裝置，應(yīng)用于冶金、鑄造、金屬材料加工等行業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在金屬熔煉和鑄造加工過程中，金屬液體的定量澆注大都采用澆包整體直接傾轉(zhuǎn)方式、氣壓增壓方式、活塞泵方式等。澆包整體直接傾轉(zhuǎn)方式存在液流沖刷和飛濺問題，合金易氧化、吸氣，定量精度不高。純氣壓增壓的管道傳輸方式要求爐體密閉性和擠壓出金屬熔體的氣壓極高(尤其是當(dāng)熔煉爐內(nèi)剩余液體較少時(shí))，而且氣體壓力控制難度大， 穩(wěn)定性差?；钊蕉繚沧⒀b置對(duì)制造精度和制造材料的要求都極為嚴(yán)格，使用壽命短，而且僅用于間歇式定量澆注過程中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種密閉好且使用效果佳的金屬熔體的定量澆注裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案
一種金屬熔體的定量澆注裝置，包括熔煉爐本體，在旁側(cè)增設(shè)一個(gè)同位高的帶有出液口的保溫爐，熔煉爐和保溫爐通過導(dǎo)液管連通；為熔煉爐配設(shè)可使其垂直上下移動(dòng)的熔煉爐升降機(jī)構(gòu)；熔煉爐和保溫爐的上口都設(shè)有密閉爐蓋；至少一個(gè)加壓管設(shè)置在熔煉爐蓋上，熔煉爐蓋可密閉坩堝熔體并通過加壓管用氣體為熔煉爐內(nèi)加壓；還設(shè)有一可向熔煉爐和保溫爐中通入金屬液保護(hù)氣體的保護(hù)氣裝置。所述金屬熔體的定量澆注裝置的熔煉爐升降機(jī)構(gòu)為機(jī)械、液壓或電機(jī)作用力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)。所述金屬熔體的定量澆注裝置的導(dǎo)液管呈倒“U”型，其一端垂直插入熔煉爐的液面中，插入深度為預(yù)計(jì)完成澆注作業(yè)所需消耗金屬液體的深度；導(dǎo)液管的另一端垂直插入保溫爐中，插入深度為保證當(dāng)熔煉爐上升到澆注作業(yè)所需的最高位置時(shí)，保溫爐中導(dǎo)液管的下端仍低于H1，該H1為整個(gè)澆注過程的工作液面高度。所述導(dǎo)液管由導(dǎo)液管卡套固定在熔煉爐蓋上。在金屬熔體的定量澆注裝置中，所述熔煉爐的蓄液池的等效直徑大于保溫爐蓄液池的等效直徑。該熔煉爐蓄液池的等效直徑至少大于保溫爐蓄液池等效直徑的2倍。在金屬熔體的定量澆注裝置中，在保溫爐出液口和導(dǎo)液管兩端口分別設(shè)有過濾片。本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述裝置可有效防止金屬液氧化吸氣且精準(zhǔn)方便的實(shí)現(xiàn)金屬熔體定量澆注的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案
一種用前述的金屬熔體定量澆注裝置定量澆注的方法，首先通過加壓管向足量熔化且密閉的熔煉爐內(nèi)初始液面H0施加初始?xì)鈮篜tl,該初始?xì)鈮篜tl彡(H- H0) X P ，其中，H為導(dǎo)液管上端的高度，使金屬液體注入導(dǎo)液管及保溫爐，并達(dá)到澆注的工作液面H1 ；此時(shí)熔煉爐位置上升，使液面與保溫爐液面平衡也為H1 ；隨著熔煉爐位置的勻速上升或停頓，金屬液體在虹吸作用下經(jīng)保溫爐出液口實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的連續(xù)或間歇式定量澆注；反之，熔煉爐位置下降，保溫爐中的液體經(jīng)導(dǎo)液管又回流到熔煉爐中。在金屬熔體的定量澆注方法中，可以對(duì)注入保溫爐中的金屬液體進(jìn)行二次精煉和變質(zhì)細(xì)化系列的熔體處理。在金屬熔體的定量澆注方法中，當(dāng)需要停止?jié)沧?、維修或更換導(dǎo)液管的濾片時(shí)，先卸下熔煉爐蓋上的導(dǎo)液管卡套，向上提升取出導(dǎo)液管。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1)本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，且使用效果好，整個(gè)流動(dòng)和澆注過程是在保護(hù)氣氛下且過程是密閉的，異常平穩(wěn)，無(wú)氧化。能極大的消除金屬液澆注過程中的卷氣和氧化；
2)利用本發(fā)明的裝置并采用本發(fā)明的方法，可以使?jié)沧⒅械慕饘僖毫鲃?dòng)平穩(wěn)且容易控
制；
3 )本發(fā)明方法使金屬液定量澆注的精度高，且作業(yè)運(yùn)行成本低。


圖1為本發(fā)明金屬熔體的定量澆注裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明金屬熔體的定量澆注方法實(shí)施狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明金屬熔體的定量澆注裝置由熔煉爐1、熔煉爐升降機(jī)構(gòu)2、保溫爐 3、導(dǎo)液管4、保護(hù)氣裝置8、加壓管9等主要部件組合構(gòu)成。本發(fā)明的主創(chuàng)點(diǎn)在于首先在熔煉爐1的旁側(cè)增設(shè)一個(gè)同位高的帶有出液口 5的保溫爐3，設(shè)計(jì)熔煉爐蓄液池的等效直徑要遠(yuǎn)大于(至少大于2倍)保溫爐蓄液池的等效直徑；再通過配設(shè)熔煉爐升降機(jī)構(gòu)2以使熔煉爐可垂直上下移動(dòng)；讓熔煉爐1和保溫爐3通過導(dǎo)液管4相互連通；在熔煉爐1和保溫爐3的上口都設(shè)有密閉爐蓋7、10，并且密閉爐蓋7、 10能分別加熱與控溫；至少在熔煉爐蓋上設(shè)置有一個(gè)加壓管9，熔煉爐蓋10既可密閉熔煉爐內(nèi)的坩堝熔體，又可通過加壓管9用氣體為熔煉爐內(nèi)加壓；還設(shè)有一可向熔煉爐和保溫爐中通入金屬液保護(hù)氣體的保護(hù)氣裝置8，保護(hù)氣體通過該保護(hù)氣裝置8向熔煉爐1和保溫爐3中通入保護(hù)氣，以防止金屬合金氧化。所述的熔煉爐升降機(jī)構(gòu)2可以采用機(jī)械、液壓或電機(jī)等作用力驅(qū)動(dòng)，使熔煉爐整體可以垂直上下移動(dòng)，以配合澆注作業(yè)的完成。所述連通熔煉爐1和保溫爐3的導(dǎo)液管4 一端垂直插入熔煉爐1的液面中，插入深度為預(yù)計(jì)完成澆注作業(yè)所需消耗金屬液體的深度；導(dǎo)液管4的另一端垂直插入保溫爐3中， 插入深度為保證當(dāng)熔煉爐上升到澆注作業(yè)所需的最高位置時(shí)，保溫爐中導(dǎo)液管的下端仍低于H1，該H1為整個(gè)澆注過程的工作液面高度。該導(dǎo)液管4兩端的端口均加有過濾片12和 13，位于熔煉爐蓋上的導(dǎo)液管部分可以由導(dǎo)液管卡套11固定。導(dǎo)液管本體可以由鋼襯或耐火、保溫材料制成。在暴露在外部的橫向段導(dǎo)液管外層，還可設(shè)有加熱體。在保溫爐出液口 5和導(dǎo)液管兩端口分別設(shè)有過濾片6、12和13。
本發(fā)明金屬熔體定量澆注裝置定量澆注的具體方法過程是
1)首先，參見圖1，建立實(shí)施該定量澆注方法所需用的澆注裝置(如前述)，預(yù)先計(jì)算完成澆注作業(yè)所需消耗金屬液體的深度，垂直插入連通熔煉爐和保溫爐的導(dǎo)液管4，按設(shè)計(jì)要求保證兩端各插入導(dǎo)液管的深度；
2)澆注作業(yè)開始，先通過加壓管9向足量熔化且密閉的熔煉爐1內(nèi)初始液面Htl施加初始?xì)鈮篜tl ；該初始?xì)鈮篜q彡(H- H0) X P金，其中，H為導(dǎo)液管上端的高度，使金屬液體注入導(dǎo)液管及保溫爐，并達(dá)到系統(tǒng)的工作液面高度H1,同時(shí)對(duì)注入保溫爐中的金屬液體進(jìn)行二次精煉和變質(zhì)細(xì)化系列的熔體處理。然后，啟動(dòng)熔煉爐升降機(jī)構(gòu)2，使熔煉爐1的位置開始上升，使液面與保溫爐3液面平衡也為H1 ；隨著熔煉爐1位置的勻速上升或停頓，金屬液體在虹吸作用下經(jīng)保溫爐3出液口 5實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的連續(xù)或間歇式定量澆注，但爐內(nèi)的絕對(duì)液面高度始終維持在澆注的工作液面H1，見工作過程示意圖2 ；反之，熔煉爐1位置下降，保溫爐中的液體經(jīng)導(dǎo)液管又回流到熔煉爐中，保溫爐中的液體液面逐步低于出液口 5，停止?jié)沧⒆鳂I(yè)。當(dāng)需要停止?jié)沧ⅰ⒕S修或更換導(dǎo)液管的濾片時(shí)，先卸下熔煉爐蓋10上的導(dǎo)液管卡套11，向上提升取出導(dǎo)液管。這樣，整個(gè)流動(dòng)和澆注過程是在保護(hù)氣氛下且過程是密閉的， 異常平穩(wěn)，無(wú)氧化。同時(shí)過濾片也能有效消除殘存夾雜物。上述各實(shí)施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加以若干變化，故以上的說(shuō)明所包含應(yīng)視為例示性，而非用以限制本發(fā)明申請(qǐng)專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬熔體的定量澆注裝置，包括熔煉爐本體，其特征在于在旁側(cè)增設(shè)一個(gè)同位高的帶有出液口的保溫爐，熔煉爐和保溫爐通過導(dǎo)液管連通；為熔煉爐配設(shè)可使其垂直上下移動(dòng)的熔煉爐升降機(jī)構(gòu)；熔煉爐和保溫爐的上口都設(shè)有密閉爐蓋；至少一個(gè)加壓管設(shè)置在熔煉爐蓋上，熔煉爐蓋可密閉坩堝熔體并通過加壓管用氣體為熔煉爐內(nèi)加壓；還設(shè)有一可向熔煉爐和保溫爐中通入金屬液保護(hù)氣體的保護(hù)氣裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體的定量澆注裝置，其特征在于熔煉爐升降機(jī)構(gòu)為機(jī)械、液壓或電機(jī)作用力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體的定量澆注裝置，其特征在于所述導(dǎo)液管一端垂直插入熔煉爐的液面中，插入深度為預(yù)計(jì)完成澆注作業(yè)所需消耗金屬液體的深度；導(dǎo)液管的另一端垂直插入保溫爐中，插入深度為保證當(dāng)熔煉爐上升到澆注作業(yè)所需的最高位置時(shí)，保溫爐中導(dǎo)液管的下端仍低于H1，該H1為系統(tǒng)工作液面的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體的定量澆注裝置，其特征在于所述的導(dǎo)液管由導(dǎo)液管卡套固定在熔煉爐的密閉爐蓋上；所述熔煉爐和保溫爐上口的密閉爐蓋能分別加熱與控溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體的定量澆注裝置，其特征在于熔煉爐蓄液池的等效直徑大于保溫爐蓄液池的等效直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬熔體定量澆注裝置，其特征在于熔煉爐蓄液池的等效直徑至少大于保溫爐蓄液池等效直徑的2倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬熔體定量澆注裝置，其特征在于在保溫爐出液口和導(dǎo)液管兩端口分別設(shè)有過濾片。
8.一種用權(quán)利要求1所述的金屬熔體定量澆注裝置定量澆注的方法，其特征在于首先通過加壓管向足量熔化且密閉的熔煉爐內(nèi)初始液面Htl施加初始?xì)鈮篜tl,該初始?xì)鈮篜tl ^ (H- H0) X P ，其中，H為導(dǎo)液管上端的高度，使金屬液體注入導(dǎo)液管及保溫爐，并達(dá)到澆注的工作液面H1 ；此時(shí)熔煉爐位置上升，使液面與保溫爐液面平衡也為H1 ；隨著熔煉爐位置的勻速上升或停頓，金屬液體在虹吸作用下經(jīng)保溫爐出液口實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的連續(xù)或間歇式定量澆注；反之，如果熔煉爐位置下降，保溫爐中的液體也可以經(jīng)導(dǎo)液管回流到熔煉爐中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述金屬熔體的定量澆注方法，其特征在于對(duì)注入保溫爐中的金屬液體進(jìn)行二次精煉和變質(zhì)細(xì)化系列的熔體處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述金屬熔體的定量澆注方法，其特征在于當(dāng)需要停止?jié)沧?、維修或更換導(dǎo)液管的濾片時(shí)，先卸下熔煉爐蓋上的導(dǎo)液管卡套，向上提升，取出導(dǎo)液管。
全文摘要
一種金屬熔體的定量澆注裝置及方法，包括熔煉爐本體，在旁增設(shè)一保溫爐，熔煉爐和保溫爐通過導(dǎo)液管連通；為熔煉爐配設(shè)升降機(jī)構(gòu)；熔煉爐和保溫爐的上口都設(shè)密閉爐蓋；至少一個(gè)加壓管設(shè)在熔煉爐蓋上；還設(shè)一保護(hù)氣裝置。先通過加壓管向熔煉爐內(nèi)的初始液面施加較小的氣壓，使金屬液體注滿導(dǎo)液管及保溫爐，并達(dá)到澆注的工作液面，同時(shí)熔煉爐位置上升，使系統(tǒng)達(dá)到定量澆注的初始平衡狀態(tài)。隨著熔煉爐位置的勻速上升或停頓，金屬液體在虹吸作用下經(jīng)出液口實(shí)現(xiàn)連續(xù)或間歇式定量澆注；熔煉爐位置下降，可降低液面，保溫爐中的液體又回流到熔煉爐中。該方法和裝置簡(jiǎn)單易控，金屬液澆注流動(dòng)平穩(wěn)、密閉性好，可有效消除金屬熔體澆注過程中的卷氣和氧化。
文檔編號(hào)B22D39/06GK102380610SQ20111036097
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者劉國(guó)鈞, 徐駿, 朱強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院