本發(fā)明涉及一種鋁合金爐，為鋁合金重力鑄造、高壓鑄造和傾翻鑄造等領(lǐng)域自動(dòng)提供定量準(zhǔn)確的高品質(zhì)鋁合金熔體，屬于鋁合金鑄造定量澆注領(lǐng)域。

技術(shù)背景：

鋁合金鑄造過(guò)程中，需要將一定量的鋁合金熔體澆入特定的模具型腔。

目前，在鋁合金定量澆注領(lǐng)域，低端主要通過(guò)在鑄造單元旁邊設(shè)置鋁合金保溫爐，通過(guò)人工操作舀勺舀取一定量的鋁合金熔體，經(jīng)人工輸送和澆注入澆注系統(tǒng)；目前大規(guī)模普遍運(yùn)用的是通過(guò)機(jī)械手操作舀勺從鋁合金保溫爐中舀取一定量的鋁水后，機(jī)械手操作舀勺進(jìn)行鋁合金熔體傳輸和澆注，該過(guò)程熱量散失較大，耗時(shí)較長(zhǎng)，每更換鑄造模具后需要從新調(diào)節(jié)舀勺取水量，調(diào)節(jié)過(guò)程繁雜，舀勺使用壽命較短，更換維護(hù)成本可觀，給湯機(jī)械手采購(gòu)費(fèi)用也較高；而高端的主要通過(guò)氣壓澆注爐進(jìn)行定量澆注，氣壓澆注爐需要對(duì)爐腔上部通入干燥壓縮空氣進(jìn)行加壓，將鋁水從升液管中壓出，所以氣壓澆注爐需要對(duì)整個(gè)爐體進(jìn)行密封，對(duì)爐體的制作要求高，并需要編制復(fù)雜的定量澆注程序?qū)Ω呔鹊臍鈮簼沧⒃M(jìn)行精確控制而實(shí)現(xiàn)精確定量澆注，使用氣壓澆注爐，澆注速度快，定量精確度高，鋁合金熔體氧化少，而目前這些氣壓澆注元件一般為氣壓澆注爐廠(chǎng)家自行開(kāi)發(fā)，技術(shù)壁壘導(dǎo)致這些元件在市場(chǎng)難以采購(gòu)，所以目前氣壓澆注爐技術(shù)門(mén)檻很高，目前從事氣壓澆注爐開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家還未能實(shí)現(xiàn)氣壓澆注爐大規(guī)模的銷(xiāo)售，目前技術(shù)較為成熟的均為外資獨(dú)資品牌，設(shè)備價(jià)格昂貴，另外，因每次定量澆注均需對(duì)熔爐爐腔充入大量干燥的壓縮空氣，每次澆注完成后又需要將爐腔中大部分加熱到高溫（大于600℃）壓縮空氣排出爐外，長(zhǎng)期頻繁工作，壓縮空氣使用量大，排放過(guò)程中帶走的熱量也大。并且氣壓澆注爐的升液管和受液管均需采用進(jìn)口品牌高強(qiáng)度不粘鋁陶瓷，價(jià)格昂貴，使用壽命一般不超過(guò)3個(gè)月，導(dǎo)致耗材成本較高，上述原因?qū)е铝虽X合金氣壓澆注爐難以大規(guī)模普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是針對(duì)目前上述鋁合金定量澆注三種情況存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種較低采購(gòu)成本和使用維護(hù)成本的鋁合金定量澆注爐，達(dá)到充分實(shí)現(xiàn)鋁合金氣壓澆注爐的優(yōu)勢(shì)，又克服其劣勢(shì)。考慮到目前鎂合金熔體的定量澆注大量采用機(jī)械泵完成，但鎂合金熔體采用的機(jī)械泵，均采用不含鎳耐熱鋼制作，不含鎳鋼鐵在鎂合金熔體中的溶解度極小，也幾乎不與鎂熔體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以耐熱鋼的機(jī)械泵能在鎂合金熔體中長(zhǎng)期使用而不損壞，而鋁合金物化性能獨(dú)特特性，熔融狀態(tài)下，其幾乎可以和所有其它金屬反應(yīng)形成合金，導(dǎo)致其它金屬浸泡在高溫鋁合金熔體中都會(huì)被鋁合金熔體熔蝕，耐熱鋼在鋁合金熔體中浸泡，會(huì)被很快熔蝕殆盡，所以浸泡在鋁合金熔體中的機(jī)械泵不能直接采用金屬材料制作，這也是為什么鎂合金定量澆注爐所普遍采用的機(jī)械泵澆注方式目前還未在鋁合金熔爐上使用的關(guān)鍵原因，所以開(kāi)發(fā)鋁合金機(jī)械泵定量澆注爐的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)鋁合金機(jī)械定量澆注泵。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路是：采用非金屬材料制作一種機(jī)械泵，該機(jī)械泵應(yīng)不與鋁水發(fā)生熔蝕反應(yīng)，同時(shí)具備高溫強(qiáng)度高、不粘鋁、抗氧化、抗熱振性好（經(jīng)多次極冷極熱而不破裂）和機(jī)械加工性能好等特性。隨著鋁合金機(jī)械澆注泵的開(kāi)發(fā)成功，各種鋁合金熔爐上均可實(shí)現(xiàn)機(jī)械泵定量澆注。另外由于機(jī)械泵定量特性決定，機(jī)械泵轉(zhuǎn)速一樣的情況下，相同時(shí)間下機(jī)械泵的澆注量會(huì)隨機(jī)械泵鋁水提升高度的變化而變化，而定量澆注爐中，鋁水液面的高度是隨著加料和澆注鋁水的變化而變化的，所以為實(shí)現(xiàn)每次定量的準(zhǔn)確，需要實(shí)時(shí)對(duì)鋁液液位的高度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，熔爐控制系統(tǒng)需根據(jù)測(cè)量的液位高度，控制澆注泵的工作參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)每次澆注定量準(zhǔn)確。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，所發(fā)明鋁合金爐工作原理如下（見(jiàn)圖1）：

所發(fā)明的鋁合金爐包括轉(zhuǎn)液溜槽（1）、機(jī)械泵（2）、陶瓷過(guò)濾板（3）、精煉除氣裝置（4）、鋁液液位檢測(cè)裝置（5）、爐體（6）、頂加熱裝置（7）和底加熱裝置（8）、加料口（9）和爐門(mén)（10）。

本鋁合金熔爐功能如下：工作時(shí)，打開(kāi)爐門(mén)（10），從加料口（9）加入鋁合金液態(tài)或固態(tài)爐料，爐料經(jīng)頂加熱裝置（7）或底加熱裝置（8）加熱溶化調(diào)溫后，鋁合金熔體經(jīng)精煉除氣裝置（4）除氫和陶瓷過(guò)濾板（3）除渣后，機(jī)械泵（2）提升鋁合金熔體流經(jīng)轉(zhuǎn)液溜槽（1）后進(jìn)入鑄造裝置，頂加熱裝置（7）采用的能源可為電和天然氣。機(jī)械泵（2）的定量精度由鋁液液位檢測(cè)裝置（5）檢測(cè)的液位線(xiàn)（11）的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，達(dá)到精確定量澆注，鋁液液位檢測(cè)裝置（5）可為激光測(cè)距儀。

本發(fā)明與現(xiàn)行外資品牌鋁合金氣壓澆注爐相比，有如下效果：

1、采用機(jī)械泵，對(duì)爐體無(wú)氣密性要求，爐體制造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，適合嫁接到各種鋁合金熔爐上；

2、機(jī)械泵定量澆注爐可采用燃?xì)饧訜嵫b置進(jìn)行加熱調(diào)溫，而氣壓澆注爐由于對(duì)爐膛內(nèi)氣壓的高精度控制和密封要求，目前只能采用電加熱；

3、機(jī)械泵定量澆注爐無(wú)需采用大量干燥壓縮空氣和排出高溫壓縮空氣，節(jié)省氣體使用成本；

4、機(jī)械泵定量澆注爐因無(wú)氣密性要求，可方便在爐內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)除氣裝置和陶瓷過(guò)濾板來(lái)提高鋁合金熔體的品質(zhì)，有利于保障鋁合金鑄件的質(zhì)量，而氣壓澆注爐由于氣密要求，難以安裝上述部件，并且當(dāng)意外導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間停爐或壓縮空氣干燥不到位，會(huì)導(dǎo)致?tīng)t體中鋁合金熔體大量吸氫，而難以處理，易導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)針孔，影響鑄件性能；

5、機(jī)械泵定量澆注爐使用維護(hù)成本低，無(wú)需像氣壓澆注爐一樣需要經(jīng)常更換由于高溫?fù)p壞的爐門(mén)密封圈，無(wú)需經(jīng)常更換進(jìn)口的昂貴陶瓷升液管和受液管，機(jī)械泵僅需采用國(guó)產(chǎn)材料制作，成本低，容易購(gòu)置；

6、采購(gòu)成本低，制作簡(jiǎn)單，無(wú)技術(shù)壁壘，適合大規(guī)模運(yùn)用。

附圖說(shuō)明：

附圖1為本發(fā)明的一種鋁合金爐工作原理圖正視圖：

圖中：1—轉(zhuǎn)液溜槽；2—機(jī)械泵；3—陶瓷過(guò)濾板；4—精煉除氣裝置； 5—鋁液液位檢測(cè)裝置；6—爐體；7—頂加熱裝置；8—底加熱裝置；9—加料口；10—爐門(mén)；11—液位線(xiàn)；

具體實(shí)施方式：

下面以機(jī)械泵保溫澆注爐為例，對(duì)圖1所示的鋁合金爐原理圖作進(jìn)一步說(shuō)明：

當(dāng)鋁合金爐生產(chǎn)時(shí)，打開(kāi)料門(mén)（10）,人工或機(jī)械將鋁水或鋁錠從加料口中加入爐體（6）內(nèi)，頂加熱裝置（7）或底加熱裝置（8）對(duì)鋁熔體進(jìn)行加熱和調(diào)溫，當(dāng)達(dá)到需要的澆注溫度時(shí)，鋁合金熔體流經(jīng)精煉除氣裝置（5）除氫和陶瓷過(guò)濾板（3）除渣后，鋁液液位檢測(cè)裝置（5）將檢測(cè)到的液位線(xiàn)（11）高度數(shù)值輸入到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算給出機(jī)械泵的定量澆注參數(shù)，控制機(jī)械泵（2）提升爐體（6）中的鋁合金熔體的高度，提升后的鋁合金熔體經(jīng)刷不粘鋁涂料的轉(zhuǎn)液溜槽（1）進(jìn)入鑄造裝置型腔，完成澆注過(guò)程；

該鋁合金爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、制造成本低、使用維護(hù)成本低，可提供高品質(zhì)的鋁合金熔體，可滿(mǎn)足不同鋁合金鑄造的定量澆注要求，創(chuàng)造性的技術(shù)路線(xiàn)克服了氣壓澆注爐的技術(shù)壁壘和高價(jià)壟斷，可大規(guī)模推廣。