一种铝铸造装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及高纯铝铸造技术领域，尤其涉及一种铝铸造装置及其控制方法。


背景技术：

2.在铝铸锭进行加工的时候，需要将熔炉内已经处于高温液态的铝倒入至分配盘，铝液穿过分配盘后凝固呈铝棒。
3.但是现有技术下，在熔炉进行倾倒使，需要现场人员通过手动操作遥控器控制熔炉的倾斜程度，同时还要对分配盘内的液面进行观察，这样使现场人员距离铝液较近，安全风险较高，同时熔炉倾斜角度不易控制，从炉眼流出的铝液流量大小不易控制，铝液流入分配盘上的流量波动较大，分配盘上的铝液高度增加过快或者块速减少，忽高忽低无法保持在设定的高度区间内，导致铝棒质量参差不齐。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种铝铸造装置及其控制方法，解决现有技术下人工熔炉倾斜角度，铝液液面高度波动较大的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种铝铸造装置，包括熔炉、引流槽和分配盘，所述熔炉内装有铝液，所述熔炉侧壁设置有炉眼，所述引流槽设置在所述炉眼下侧，所述引流槽末端设置有分配盘，所述铝液穿过所述分配盘；
6.所述铝铸造装置还包括堵接装置、连接杆和电机，所述堵接装置安装在所述连接杆一端，所述电机通过所述连接杆带动所述堵接装置沿所述炉眼轴线移动，所述堵接装置能插接在所述炉眼上。
7.作为优选地，所述连接杆呈u型，所述连接杆一端与电机呈蜗杆连接，另一端与所述堵接装置连接。
8.作为优选地，所述堵接装置为钎棒，所述钎棒呈锥形，所述锥形头与所述炉眼之间形成有间隙，所述锥形头能插接在所述炉眼内。
9.作为优选地，所述钎棒材质为石墨，所述钎棒外壁依次涂有氧化铝和氮化硼。
10.作为优选地，所述铝铸造装置还包括控制系统，所述电机与所述控制系统电连接，所述控制系统能控制所述连接杆移动，所述控制系统还能控制所述熔炉倾斜角度。
11.作为优选地，所述分配盘上设置有高度传感器，所述高度传感器能检测所述分配盘上的铝液高度，所述高度传感器与所述控制系统电连接。
12.作为优选地，所述电机内设置有风扇，所述电机外壳相对的两侧分别设置有进风口和出风口，所述风扇从所述进风口吸取冷空气，所述出风口能排出热空气。
13.作为优选地，所述铝铸造装置还包括控制终端机，所述控制终端机能人工控制所述熔炉倾翻角度和所述连接杆移动，所述控制终端机还能设定所述分配盘内铝液高度区间。
14.一种铝铸造装置控制方法，包括上述任一项所述的铝铸造装置，还包括以下步骤：
15.s1，控制终端机设定分配盘内铝液高度区间，并将高度区间传输至控制系统内；
16.s2，控制熔炉旋转将铝液沿引流槽导致分配盘内，高度传感器检测分配盘内铝液高度，将铝液高度信息实时传递至控制系统内；
17.s3，当铝液处于高度区间内，控制系控制熔炉倾斜角度逐渐变大；
18.当铝液高于高度区间，控制系统控制熔炉使其倾斜角变小，控制钎棒减小与炉眼缝隙；
19.当铝液低于高度区间，控制系统控制熔炉使其倾斜角变大，控制钎棒增大与炉眼缝隙。
20.作为优选地，所述步骤s3中，还包括以下步骤：
21.s31,当铝液处于高度区间内，控制系控制熔炉倾斜角度逐渐变大，当分配盘内铝液液面升高，控制系统控制钎棒减小与炉眼缝隙；分配盘内铝液液面降低，控制系统控制钎棒增加与炉眼缝隙。
22.有益效果：通过高度传感器对分配盘内的液位高度进行实时的测量，当液面高度不在设定的区间内的时候，控制系统会对熔炉的倾斜角度进行调节，实时改变铝液的流量，同时在通过控制钎棒与炉眼之间的缝隙，进一步调节铝液流量改变的速率，使分配盘内的液面高度始终维持在设定的高度区间内，使最终铸造的铝棒质量一致，节省人力，提升安全性。
附图说明
23.图1是本发明铝铸造装置主体图；
24.图2是本发明熔炉截面示意图。
25.图中：1-熔炉；2-引流槽；3-分配盘；4-炉眼；5-钎棒；6-连接杆；7-电机；8-高度传感器；9-倾斜传感器；10-铝液；11-铝棒。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
30.现有技术下通过人工控制熔炉的倾斜角度，进而控制从炉眼流出的铝液流量，但这样操作时间较长，工作强度较大，距离铝液过近风险也较高，人工控制倾斜角度并不准确，也无法观测到分配盘内的铝液液面高度，最终导致铝棒产品质量参差不齐。
31.为了解决上述问题，如图1至图2所示，本发明提供一种铝铸造装置，包括熔炉1、引流槽2和分配盘3，熔炉1内装有铝液10，熔炉1侧壁设置有炉眼4，引流槽2设置在炉眼4下侧，引流槽2末端设置有分配盘3，铝液10穿过分配盘3；
32.铝液10从炉眼4流出后进入引流槽2，通过引流槽2进入分配盘3，铝铸造装置还包括堵接装置、连接杆6和电机7，堵接装置安装在连接杆6一端，电机7带动连接杆6移动，堵接装置能沿炉眼4轴线移动，堵接装置能插接在炉眼4上。
33.通过电机7控制堵接装置的移动，可以关闭或者开启炉眼4，实现对铝液10流量的控制，由于电机7安装在熔炉1的外壁上，所以连接杆6呈u型，连接杆6一端与电机7呈蜗杆连接，另一端与堵接装置连接，使堵接装置可以沿着炉眼4的轴线方向进行移动，便于进行铝液10流量的调节。
34.通过上述电机7与蜗杆连接的方式带动连接杆6沿着炉眼4的轴线进行移动，在移动至炉眼4内部的时候，堵接装置与炉眼4实现密封，这样可以使内部的铝液10无法流出，避免分配盘3内的铝液10过多，导致出现事故。
35.堵接装置为锥形，锥形头与炉眼4之间形成有间隙，锥形头能插接在炉眼4内。
36.通过上述钎棒5，同时并通过连接杆6沿炉眼4轴线方向的往复移动，可以改变钎棒5与圆孔型炉眼4之间的环形间隙大小，锥形钎棒5的直径过度均匀，进而使钎棒5在炉眼4中移动时，圆环形间隙变化过程也更为均匀，便于进行更为精细的流量调节，使铝液10进入分配盘3后的液面减少或者增加的变化率更为均匀，最终使分盘内的液面高度保持不变或者维持在设定的区间内，这样可以使铸造处的铝棒11质量统一。
37.钎棒5外壁依次涂有氧化铝和氮化硼，本发明一般应用在高纯度铝棒11的铸造上，由于传统钎棒5容易污染铝液10，所以钎棒5的主体采用的是石墨钎棒5，在石墨钎棒5表面均匀涂抹氧化铝涂料，氧化铝可以降低对铝液10的污染，之后氧化铝涂料上面均匀涂抹一层氮化硼涂料，氮化硼是在高温下具有稳定性、润滑性便于钎棒5进行插接，降低阻力。
38.本发明的铝铸造装置还包括控制系统，电机7与控制系统电连接，控制系统能控制连接杆6移动，控制系统还能控制熔炉1倾斜角度。分配盘3上设置有高度传感器8，高度传感器8能检测分配盘3上的铝液10高度，高度传感器8与控制系统电连接，同时熔炉1壁上还安装有倾斜传感器9，控制系统也可以实时监控熔炉1的倾翻角度，便于工作人员进行观测与调节。
39.通过设置高度传感器8可以实时监控分配盘3液面的高度，并配合控制系统进行实时的调节，节省人力，使铝铸造装置的安全性更高，同时控制系统还还可以为了维持分配盘3内的液面高度，改变炉眼4流出的铝液10流量，并进行实时的调节。
40.本发明的电机7内设置有风扇，电机7外壳相对的两侧分别设置有进风口和出风
口，风扇从进风口吸取冷空气，出风口能排出热空气。
41.由于电机7安装在炉壁外侧，高温可能会导致电机7无法带动连接杆6进行正常移动，所以设置风扇将外界的冷空气吸入，并通过出风口将电机7内部的热量带出，降低电机7内部的温度。
42.铝铸造装置还包括控制终端机，控制终端机能人工控制熔炉1转动和连接杆6移动，控制终端机还能设定分配盘3内铝液10高度区间。
43.人工可以控制终端机，随时从控制系统的自动工作模式，切换为人工调节的模式，当分配盘3内的液面不在预先设置的范围内控制系统还会发出警报提醒现场人员，现场人员收到异常报警信息，立即赶到控制终端机，可以自动或者手动调节钎棒5与炉眼4的间隙以及熔炉1的倾斜程度。
44.一种铝铸造装置控制方法，包括以下步骤：
45.s1，控制终端机设定分配盘3内铝液10高度区间，并将高度区间传输至控制系统内；
46.s2，高度传感器8检测分配盘3内铝液10高度，将铝液10高度信息实时传递至控制系统内；
47.s3，当铝液10处于高度区间内，控制系控制熔炉1倾斜逐渐变大；
48.当铝液10高于高度区间，控制系统控制熔炉1使其倾斜角变小，控制钎棒5减小与炉眼4缝隙；
49.当铝液10低于高度区间，控制系统控制熔炉1使其倾斜角变大，控制钎棒5增大与炉眼4缝隙。
50.其中步骤s3中，还包括以下步骤：
51.s31,当铝液10处于高度区间内，控制系控制熔炉1倾斜逐渐变大，当分配盘3内铝液10液面增加，控制系统控制钎棒5减小与炉眼4缝隙；分配盘3内铝液10液面减低，控制系统控制钎棒5增加与炉眼4缝隙。
52.熔炉1需要不断倾倒，来维持分配盘3内的铝液10高度，控制系统可以自动控制熔炉1进行转动，但是由于炉眼4的体积较大，分配盘3向下流出的速度较快，为了避免分配盘3内的铝液10出现剧烈变化，可以通过钎棒5与炉眼4的间隙进行调节，来对铝液10的流量进行二次的补偿调节，比如当高度传感器8检测到，分配盘3内的铝液10高度增加，则通过钎棒5减小与炉眼4之间的间隙，对铝液10流量进行小幅度的调节，如果直接通过熔炉1进行调节，可能又会导致铝液10流量调节过度，反之，如果铝液10减少，也可以通过增加钎棒5与炉眼4之间的间隙进行小幅度的调节，最终使分配盘3内的铝液10高度维持恒定，同时以上动作完全通过控制系统自动完成，降低了人工成本。
53.这样可以使分配盘3内的铝液10的高度变化过程更为均匀与线性，避免分配盘3内的铝液10高度发生剧烈的变化，最终可以使铝液10维持在恒定的高度，并处于上述高度区间内，使铝棒11的质量更为统一。
54.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明
权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种铝铸造装置，其特征在于，包括熔炉(1)、引流槽(2)和分配盘(3)，所述熔炉(1)内装有铝液(10)，所述熔炉(1)侧壁设置有炉眼(4)，所述熔炉(1)侧壁安装有倾斜传感器(9)，所述倾斜传感器(9)能检测所述熔炉(1)倾翻角度，所述引流槽(2)设置在所述炉眼(4)下侧，所述引流槽(2)末端设置有分配盘(3)，所述铝液(10)穿过所述分配盘(3)；所述铝铸造装置还包括堵接装置、连接杆(6)和电机(7)，所述堵接装置安装在所述连接杆(6)一端，所述电机(7)通过所述连接杆(6)带动所述堵接装置沿所述炉眼(4)轴线移动，所述堵接装置能插接在所述炉眼(4)上。2.根据权利要求1所述的铝铸造装置，其特征在于，所述连接杆(6)呈u型，所述连接杆(6)一端与电机(7)呈蜗杆连接，另一端与所述堵接装置连接。3.根据权利要求1所述的铝铸造装置，其特征在于，所述堵接装置为钎棒(5)，所述钎棒(5)呈圆锥形，所述锥形头与所述炉眼(4)之间形成有间隙，所述锥形头能插接在所述炉眼(4)内。4.根据权利要求3所述的铝铸造装置，其特征在于，所述钎棒(5)材质为石墨，所述钎棒(5)外壁依次涂有氧化铝和氮化硼。5.根据权利要求1所述的铝铸造装置，其特征在于，所述铝铸造装置还包括控制系统，所述电机(7)与所述控制系统电连接，所述控制系统能控制所述连接杆(6)移动，所述控制系统还能控制所述熔炉(1)倾斜角度。6.根据权利要求5所述的铝铸造装置，其特征在于，所述分配盘(3)上设置有高度传感器(8)，所述高度传感器(8)能检测所述分配盘(3)上的铝液(10)高度，所述高度传感器(8)与所述控制系统电连接。7.根据权利要求1所述的铝铸造装置，其特征在于，所述电机(7)内设置有风扇，所述电机(7)外壳相对的两侧分别设置有进风口和出风口，所述风扇从所述进风口吸取冷空气，所述出风口能排出热空气。8.根据权利要求5所述的铝铸造装置，其特征在于，所述铝铸造装置还包括控制终端机，所述控制终端机内置所述控制系统，所述控制终端机上设置有开关，人工通过所述开关控制所述熔炉倾翻角度和所述连接杆(6)移动，所述控制终端机还能设定所述分配盘(3)内铝液(10)高度区间。9.一种铝铸造装置控制方法，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的铝铸造装置，还包括以下步骤：s1，控制终端机设定分配盘(3)内铝液(10)高度区间，并将高度区间传输至控制系统内；s2，控制熔炉(1)旋转将铝液沿引流槽导致分配盘(3)内，高度传感器(8)检测分配盘(3)内铝液(10)高度，将铝液(10)高度信息实时传递至控制系统内；s3，当铝液(10)处于高度区间内，控制系控制熔炉(1)倾斜角度随时间逐渐变大；当铝液(10)高于高度区间，控制系统控制熔炉(1)使其倾斜角变小，控制钎棒(5)减小与炉眼(4)缝隙；当铝液(10)低于高度区间，控制系统控制熔炉(1)使其倾斜角变大，控制钎棒(5)增大与炉眼(4)缝隙。10.根据权利要求9所述的铝铸造装置控制方法，其特征在于，所述s3中，还包括以下步
骤：s31,当铝液(10)处于高度区间内，控制系控制熔炉(1)倾斜角度逐渐变大，当分配盘(3)内铝液(10)液面升高，控制系统控制钎棒(5)减小与炉眼(4)缝隙；分配盘(3)内铝液(10)液面降低，控制系统控制钎棒(5)增加与炉眼(4)缝隙。

技术总结
本发明属于高纯铝铸造技术领域，公开了一种铝铸造装置及其控制方法。其中包括熔炉、引流槽和分配盘，熔炉内装有铝液，熔炉侧壁设置有炉眼，引流槽设置在炉眼下侧，引流槽末端设置有分配盘，铝液穿过分配盘；铝铸造装置还包括堵接装置、连接杆和电机，堵接装置安装在连接杆一端，堵接装置能沿炉眼轴线移动，堵接装置能插接在炉眼上；解决现有技术下人工熔炉倾斜角度，分配盘内铝液液面高度波动较大的问题。题。题。


技术研发人员：姚力军 潘杰 钟伟攀 张炳青 仝连海
受保护的技术使用者：同创普润（上海）机电高科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/17