專利名稱：一種改進的鋁合金液保溫爐的制作方法
技術領域：
實用新型涉及一種鋁、鋅等有色金屬鑄造鑄前液態(tài)金屬的貯存的保溫爐。
鋁(鋅)合金鑄造行業(yè)普遍使用作為壓鑄機前裝備，用于保溫存放融化鋁合金液的保溫爐，通常采用頂部輻射加熱方式，如中國專利95207091所述。然而由于輻射加熱方式，及爐內鋁液靜止，因而鋁液上下溫差較大，易造成表面鋁液容易生成氧化層浮渣，積累后會以瘤的形式成渣重疊在鋁液面口壁處，并該氧化層隨著澆鑄，存液下降下沉于底部，經(jīng)多次重復補充鋁液后，會卷入爐底攪入鋁液。浮渣下沉，一是造成爐底結渣；二是攪入鋁液形成氧化夾渣，澆注后造成鑄件夾雜，組織疏松而成廢品。其次，爐壁及爐底結渣，也會導致熔池容積越來越小，熔池使用壽命縮短，因而在使用過程中需經(jīng)常扒渣，如不扒渣通常只能使用3個月左右，扒渣使用壽命也只有5—8月左右。另外，結渣產(chǎn)生還會造成鋁液成份的偏析，導致鋁合金成份變化，使鑄件中成份比例失調，影響鑄件品質，嚴重造成報廢。再就是氧化層浮渣的產(chǎn)生和積累，會在鋁液表面形成一層絕熱層，影響輻射加熱溫度下傳，更加加大了上下鋁液溫差，增加加熱功率，一是增加電能消耗；二是上部鋁液溫度加大，氧化物生成更多，形成更加嚴重的惡性循環(huán)。
另外，頂部輻射爐蓋內表面相間設置的電熱棒直接輻射加熱，鋁液表面溫度場不均勻，電熱棒正下方鋁液面溫度較高，更易造成氧化加劇。
再一缺陷，保溫爐進料為直沖式，加料時更易帶入較多空氣，加劇氧化物浮渣的形成。
上述這些都直接影響鑄件質量，缺陷嚴重的甚至影響鑄件安全和工作壽命。
實用新型的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種改進的能有效減少和阻止氧化渣產(chǎn)生的鋁合金液保溫爐。
實用新型目的實現(xiàn)，主要改進是在保溫爐熔池外周增加一通以工頻電源的環(huán)繞電磁線圈，使存貯鋁液在電磁力和感生電流作用下產(chǎn)生攪拌和加熱，阻止氧化結渣產(chǎn)生和累積。具體說，實用新型鋁合金液保溫爐，包括保溫爐體和內置非鐵質熔池及輻射加熱爐蓋，其特征在于所說熔池外周面有環(huán)繞電磁繞組。當電磁繞組通以工頻電后，在電磁感應下熔池內鋁合金液中產(chǎn)生一定量的感生電流，感生電流在交變磁場作用下，一方面產(chǎn)生焦耳熱，在鋁合金液內產(chǎn)生熱量，維持鋁液的熱平衡，促使形成的氧化物熔化；另一方面在外磁場作用下產(chǎn)生渦流場，使鋁合金液產(chǎn)生對流流動，一方面均衡了爐內鋁合金液各處溫度，并使化學成分均勻；另一方面促使鋁合金液中初晶硅的樹枝狀結晶轉變?yōu)榉侵ЫM織，取得細化效果，以提高鑄件質量。為使鋁合金液攪拌作用強烈均勻，可采取增加渦流場數(shù)，這樣熔池最好設計成呈矩形(長方形或正方形)，這樣可以在熔池四周及中心均產(chǎn)生渦流場，加劇鋁合金液的攪拌及均勻度。實用新型還可在熔池與電磁線圈間增加一圈導磁金屬層，以提高電磁線圈工作功率因素及增加外部發(fā)熱量。
為防止添加補充鋁液時帶入較多的空氣增加鋁液氧化浮渣的形成，實用新型保溫爐加料口還可設置有漏斗形進料裝置，和/或采取加、出料口與存鋁主室分開設置，這樣呈漏斗錐形的加料斗，使補充鋁液時與空氣接觸生成的氧化物浮于漏斗喇叭口表面，就不會進入主室卷入鋁合金液中。
為均勻鋁液表面溫度場，爐蓋電熱棒最好設置于環(huán)形馬弗罐中，這樣電熱棒產(chǎn)生的熱量輻射于馬弗罐底部，再由馬弗罐底面均勻輻射至鋁液，形成均勻輻射加熱，使鋁合金液面受熱均勻，不會出現(xiàn)局部高溫灼熱使金屬成份偏析及生成氧化物。馬弗罐底部較優(yōu)采用凹面朝下的弧形結構，既增強了馬弗罐強度，弧形輻射面又增加了輻射加熱面。
為防止磁攪拌在鋁液表面產(chǎn)生駝峰，造成液面氧化加劇和使液面氧化物推向爐壁周圍形成掛渣，電磁繞組可采取低于鋁液設計，其中較好為低于設計盛液高度的35—50％，這樣利用上層鋁液自身重量抑制駝峰。電磁繞組還可采用二組或以上并聯(lián)疊加而成，這樣可根據(jù)鋁液下降相繼斷開上層的電磁線圈，確保在鑄造過程中熔池內鋁液不會產(chǎn)生駝峰，有效抑制氧化物的形成。
以下結合實用新型的一個實施例進一步說明實用新型原理及結構。


圖1為實用新型實施例結構示意圖。
圖2為
圖1A—A結構示意圖。
圖3為
圖1左視結構示意圖。
實施例參見附圖，保溫爐由保溫爐體1，內置非鐵質熔池2，帶電熱棒17的密封爐蓋3組成。熔池外周面有一鋼板層4，鋼板層外有電磁繞組5，電磁繞組外側有抑制磁場外泄的磁軛6。熔池2呈矩形，分隔成出料室9、測溫室10(內設測溫點11)、進料室12和鋁液主室13，其上分別有爐蓋14、15、16和3，其中進料室、測溫室、出料室直線排列，與鋁液主室平行設置，各室間以通道18相連通，進料室內有漏斗形加料裝置19。電磁繞組采用銅線繞制，有二組并列上下設置，上層繞組低于設計鋁液液面。保溫爐體1有多層保溫材料組成，自磁軛外依次為石英砂蓄熱保溫層7，硅酸鋁纖維保溫層8。鋁液主室爐蓋3內的電熱棒17置于底面呈凹面朝下的弧形馬弗罐20內。電熱棒輻射加熱采用“△”接線升溫，“Y”接線保溫電氣控制。
實用新型除上述實施例外，在不偏離實用新型構思還可以有一些非實質性改變，如熔池采用圓形，或單個不分室矩形，電磁繞組還可采用單組設計，低于設計液面35—50％設置，硅酸鋁纖維層中還可加有賽拉紙和賽拉板保溫層等等，這些都屬實用新型保護范圍。
實用新型工頻感應輻射加熱鋁合金液保溫爐，由于在熔池外周設置通以工頻電流的電磁繞組，鋁合金液在電磁攪拌力作用下產(chǎn)生對流，同時在鋁液中產(chǎn)生焦耳熱，不僅均勻了鋁液上下層溫度，而且有效阻止了鋁液結渣和形成氧化物的熔化，較好解決了爐口壁結渣瘤及爐底結渣，延長了保溫爐使用壽命；同時電磁攪拌及內部焦爾熱又使鋁液晶相細化，使樹枝狀的枝晶組織轉變?yōu)榧毣姆侵ЫM織，可得到高品質鋁合金液，從而提高了鑄件品質，成品合格率可提高5—10％。電磁繞組的低位及分組設置，又防止了駝峰的產(chǎn)生。電磁繞組內的鋼板層，使電磁線圈功率因素得到晃著提高，同時還增加了發(fā)熱量；繞組外的磁軛鐵使內部磁場得到增強，使電能消耗減少。熔室的分室設計及進料室漏斗形進料裝置，使鋁液主室始終處在密封狀態(tài)，有效減少了鋁液與空氣接觸，使氧化減少。馬弗罐輻射加熱，使來自爐蓋的輻射加熱更均勻，避免了因局部高溫造成偏析。多層保溫組成的保溫殼體，尤其是石英砂蓄熱保溫層，不僅有效阻止了熱量外泄，提高了保溫效果，而且在停電后已吸收熱量的石英砂層可以向熔室散熱，可使保溫爐在失電后4小時內仍不會發(fā)生鋁液凍結，延長了鋁液保溫時間，并可節(jié)省電能40一50％。輻射加熱采用“△”接線升溫，“Y”接線保溫的士電氣控制，延長了硅碳棒的使用壽命。實用新型保溫爐可用于各種高品質鋁合金的壓力鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造、離心鑄造等鋁合金件鑄造前的保溫存液。
實用新型為描述方便，所說線圈、繞組為同義語。
權利要求1.一種鋁合金液保溫爐，包括保溫爐體和內置非鐵質熔池及輻射加熱爐蓋，其特征在于所說熔池外周有環(huán)繞電磁繞組。
2.根據(jù)權利要求1所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說熔池呈矩形。
3.根據(jù)權利要求2所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說熔池主室與進出料室分開并列設置。
4.根據(jù)權利要求1所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說電磁繞組低于鋁合金設計液面。
5.根據(jù)權利要求4所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說電磁繞組低于設計液面35—50％。
6.根據(jù)權利要求1或4所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說所說電磁繞組有多個并列設置。
7.根據(jù)權利要求1所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說熔池與電磁繞組間有一導磁金屬層。
8.根據(jù)權利要求1所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說進料室有漏斗形進料裝置。
9.根據(jù)權利要求1所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說輻射電熱棒設置在凹面朝下的弧形馬弗罐內。
10.根據(jù)權利要求1所述鋁合金液保溫爐，其特征在于所說輻射加熱采用“△”接線升溫，“Y”接線保溫電氣控制。
專利摘要實用新型是關于對熔融有色金屬存貯保溫爐的改進,其主要特征是在熔池外周設置電磁繞組,通以工頻電源,使鋁液在電磁繞組作用下形成渦流產(chǎn)生焦耳熱,不僅使鋁液上下層溫度均勻,有效阻止了鋁液氧化物的生成,而且使鋁液晶相變得細化,有利于制品質量的提高。其次,采用分室設計熔室,及漏斗形進料裝置,更避了加料時空氣進入而生成氧化物?；⌒务R費罐,使得輻射加熱更均勻。
文檔編號F27B5/00GK2472173SQ0121818
公開日2002年1月16日 申請日期2001年4月3日 優(yōu)先權日2001年4月3日
發(fā)明者繆和福 申請人:宜興市朋盛壓鑄設備有限公司