CN101428334A - 一种金属锭的浇铸方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝、银、锌及锌基合金锭等金属锭的浇铸方法及装置。其方法是先将熔融金属浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锭的至少一个表面进行加热保温，使其冷却速度大大降低小于锭的其他侧面，直到锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。其装置包括浇铸机构，模具，模具为开口容器，模具上还设置有将其开口覆盖的保温罩，保温罩内设有加热装置。本发明可用于铝、银、锌锭及锌合金锭等由开口模具浇铸的金属锭。它通过延缓金属锭一个表面的固化时间，使这个表面可进行体积补偿直到金属锭内各处体积补缩填满为止，从根本上消除了内缩孔形成的影响因素，实现了消除内缩孔的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属锭的生产方法及装置，特别涉及一种铝、银、锌及锌基合金锭等金属锭的浇铸方法及装置。
背景技术
铝、银、锌锭及锌合金锭的生产方法一般是先将金属熔化成液体，将熔融金属液体浇铸到开口模具内，再使其凝固成所需形状的固体锭。其凝固过程的温差一般达300多度以上，在降温过程中，按照热胀冷缩原理，浇铸完成时锭体积必然会大于冷却后的锭体积，对于体积较小的锭而言，其锭厚度不大，锭中心的冷却速度与锭表面的冷却速度相差不大，其冷缩过程中的体积补偿可集中至锭表面，可实现内外同时缩小的效果。而对于锭重大于25公斤的锭而言，如采用自然冷却或淋冷却水的方式冷却，其锭中心的冷却速度与锭表面的冷却速度相差较大，在锭表面已凝固的时候，其锭中心仍有大量的熔融金属，这部分熔融金属在冷缩过程中的体积补偿无法传递至锭表面，容易在锭的最厚处、表皮以下的中间部位产生内缩孔，随着锭型尺寸的不断加大，这种现象更严重，而内缩孔的存在可能导致金属锭内积水，在用户使用过程中有可能引发爆炸等安全事故，必需对金属锭的浇铸方法和装置进行改进，消除金属锭内缩孔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属锭的浇铸方法，它适应于采用开口模式具浇铸，它能消除金属锭的内缩孔，消除金属锭在使用过程中可能引发爆炸的安全隐患。
本发明的目的在于提供一种金属锭的浇铸装置，它实现上述方法，达到消除金属锭的内缩孔的效果。
本发明的技术方案是：
一种金属锭的浇铸方法，它适应于采用开口模式具浇铸，它是先将熔融金属浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锭的至少一个表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
作为对本发明的进一步改进，所述的金属锭为锌基合金锭、铝锭、银锭、锌锭中的任一种。
作为对本发明的进一步改进，所述的加热保温方式为燃气加热。
作为对本发明的进一步改进，所述的加热保温方式为电加热。
一种金属锭的浇铸装置，它包括浇铸机构、模具，所述的模具为开口容器，其特征在于所述的模具上还设置有将其开口覆盖的保温罩，所述的保温罩内设有加热装置。
作为对本发明的进一步改进，所述的模具是截面为上宽下窄的T型的开口容器，所述保温罩是具有设置加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩。所述保温罩内的加热装置为燃气加热装置或电加热装置。
作为对本发明的进一步改进，所述的电加热装置为具有平面加热面的平板形加热装置，所述的平板形加热装置是由热辐射管串联而构成加热面，所述的加热面的形状与锌锭表面相适应，所述的加热面的面积为锌锭上表面面积的1/4～1/2。
作为对本发明的进一步改进，所述的热辐射管为内置电热元件的石英管。
作为对本发明的进一步改进，所述保温罩内的燃气加热装置是与燃气管相连通的椭圆型闭环燃气加热装置，所述的椭圆型闭环燃气加热装置为一面设置有多个出气孔的椭圆型闭环钢管，所述的出气孔的数量为8～20个；
作为对本发明的进一步改进，所述保温罩内的燃气加热装置是与燃气管相连通的、由多根平行的、一面设置有出气孔的钢管组成的窗型燃气加热装置，所述的窗型燃气加热装置的出气孔的数量为20～50个。
本发明的有益效果是：
本发明可用于铝、银、锌锭及锌合金锭等由开口模具浇铸的金属锭的生产。由于采用对浇铸后的金属锭的一个表面进行加热的方式，对金属锭的一个表面保温一定时间，延缓金属锭该表面固化时间，使这个表面后于其他表面凝固，在金属锭的凝固过程中，这个表面可进行体积补偿直到金属锭内各处体积补缩填满为止。避免了现有技术中因金属锭中心部位凝固时所有表面均已凝固导致产生内缩孔的问题，从根本上消除了内缩孔形成的影响因素，实现了消除内缩孔的效果。
本发明所提供的装置能对浇铸后的锭的一个表面及时加热保温，如开口容器型模浇铸的金属锭其上表面由本发明提供的加热装置加热，如T型金属锭的上表面就可以在金属锭的其他部位未全部凝固时保持熔融状态，待其下部全部凝固后，停止保温，最后使上表面凝固，本发明提供了不同热源的加热装置供选择。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
附图说明
图1为本发明的装置的模具结构示意图；
图2为本发明实施例1的装置中燃气加热装置结构示意图；
图3为本发明实施例3的装置中燃气加热装置结构示意图；
图4为本发明实施例5的装置中电加热装置结构示意图；
图5为本发明的装置中保温罩结构示意图；
图6为本发明的实施例1的产品结构示意图。
图中：1、模具，2、窗型燃气加热装置，3、椭圆型闭环燃气加热装置，4、电加热装置，5、保温罩，6、金属锭。
具体实施方式
实施例1：
一种金属锭的浇铸方法，它用于生产锌基合金锭，它采用开口模具浇铸，它是先将熔融的锌基合金液浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锌基合金锭的上表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到锌基合金锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
一种金属锭的浇铸装置，如图1、图2、图5所示，它用于生产规格为1000Kg的锌基合金锭6，采用模具1浇铸，模具1长度方向的截面为上宽下窄的T型的长方体型开口容器，保温罩5是设置有加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，保温罩5内的燃气加热装置是与燃气管相联通的窗形燃气加热装置2，窗形燃气加热装置2下方设置有20个燃气出气孔。
该装置是这样使用的：将成分合格的液态的锌基合金液注入模具1内，经过操作人员捞完锌基合金液表面的氧化渣，扒完表面氧化皮后，将窗型燃气加热装置2于已浇铸好的锌基合金锭6表面对锌基合金锭6表面实施加热，再盖上保温罩5，对锌基合金锭6保温一段时间，待锌基合金锭6锭表面完全凝固后，停止保温，再按常规方法脱模修整至符合出厂产品标准，而得到锌基合金锭6产品。
实施例2：
一种金属锭的浇铸方法，它用于生产锌基合金锭，它采用开口模具浇铸，它是先将熔融的锌基合金液浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锌基合金锭的上表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到锌基合金锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
一种金属锭的浇铸装置，如图1、图2、图5所示，它用于生产规格为1700Kg的锌基合金锭6，采用模具1浇铸，模具1长度方向的截面为上宽下窄的T型的长方体型开口容器，保温罩5是设置有加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，保温罩5内的燃气加热装置是与燃气管相联通的窗形燃气加热装置2，窗形燃气加热装置2下方设置有50个燃气出气孔。
该装置是这样使用的：将成分合格的液态的锌基合金液注入模具1内，经过操作人员捞完锌基合金液表面的氧化渣，扒完表面氧化皮后，将窗型燃气加热装置2于已浇铸好的锌基合金锭6表面对锌基合金锭6表面实施加热，再盖上保温罩5，对锌基合金锭6保温一段时间，待锌基合金锭6锭表面完全凝固后，停止保温，再按常规方法脱模修整至符合出厂产品标准，而得到锌基合金锭6产品。
实施例3：
一种金属锭的浇铸方法，它用于生产锌锭，它采用开口模具浇铸，它是先将熔融的锌液浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锌锭的上表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到锌锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
一种金属锭的浇铸装置，如图1、图3、图5所示，它用于生产规格为1000Kg的锌锭，采用模具1浇铸，模具1长度方向的截面为上宽下窄的T型的长方体型开口容器，保温罩5是设置有加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，保温罩5内的燃气加热装置是与燃气管相连通的椭圆型闭环燃气加热装置3，椭圆型闭环燃气加热装置3一面设置有多个出气孔的椭圆型闭环钢管，出气孔的数量为8个；
该装置的使用方法参照实施例1，不同之处在于所用的加热装置为椭圆型闭环燃气加热装置3。
实施例4：
一种金属锭的浇铸方法，它用于生产锌锭，它采用开口模具浇铸，它是先将熔融的锌液浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锌锭的上表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到锌锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
一种金属锭的浇铸装置，如图1、图3、图5所示，它用于生产规格为1700Kg的锌锭，采用模具1浇铸，模具1长度方向的截面为上宽下窄的T型的长方体型开口容器，保温罩5是设置有加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，保温罩5内的燃气加热装置是与燃气管相连通的椭圆型闭环燃气加热装置3，椭圆型闭环燃气加热装置3一面设置有多个出气孔的椭圆型闭环钢管，出气孔的数量为20个；
该装置的使用方法参照实施例1，不同之处在于所用的加热装置为椭圆型闭环燃气加热装置3。
实施例5：
一种金属锭的浇铸方法，它用于生产铝锭，它采用开口模具浇铸，它是先将熔融的铝液浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的铝锭的上表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到铝锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
一种金属锭的浇铸装置，如图1、图4、图5所示，它用于生产规格为1000Kg的锌锭，它采用模具1浇铸，模具1长度方向的截面为上宽下窄的T型的长方体型开口容器，保温罩5是设置有加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，保温罩5内电加热装置4具有平面加热面的平板形加热装置，平板形加热装置是由热辐射管串联而构成加热面，加热面的形状与铝锭表面相适应，加热面的面积为铝锭上表面面积的1/4，热辐射管为内置电热丝的石英管。
该装置的使用方法参照实施例1，不同之处在于所用的加热装置为电加热装置4。
实施例6：
一种金属锭的浇铸方法，它用于生产铝锭，它采用开口模具浇铸，它是先将熔融的铝液浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的铝锭的上表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到铝锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
一种金属锭的浇铸装置，如图1、图4、图5所示，它用于生产规格为1700Kg的锌锭，它采用模具1浇铸，模具1长度方向的截面为上宽下窄的T型的长方体型开口容器，保温罩5是设置有加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，保温罩5内电加热装置4具有平面加热面的平板形加热装置，平板形加热装置是由热辐射管串联而构成加热面，加热面的形状与铝锭表面相适应，加热面的面积为铝锭上表面面积的1/2，热辐射管为内置电热丝的石英管。
该装置的使用方法参照实施例1，不同之处在于所用的加热装置为电加热装置4。
Claims (9)
1、一种金属锭的浇铸方法，它适应于采用开口式模具浇铸，其特征在于：它是先将熔融金属浇铸到锭模具中后，对凝固过程中的锭的至少一个表面进行加热保温，使这个表面的冷却速度小于锭的其他表面的冷却速度，直到锭中心的熔融金属在冷缩过程中的体积得到表面熔融金属的充分补偿完后，才停止加热。
2、根据权利要求1所述的金属锭的浇铸方法，其特征在于：所述的金属锭为锌基合金锭、铝锭、银锭、锌锭中的任一种。
3、根据权利要求1所述的金属锭的浇铸方法，其特征在于：所述的加热保温方式为燃气加热或电加热。
4、一种金属锭的浇铸装置，它包括浇铸机构、模具，所述的模具为开口容器，其特征在于：所述的模具上还设置有将其开口覆盖的保温罩，所述的保温罩内设有加热装置。
5、根据权利要求4所述的金属锭的浇铸装置，其特征在于：所述的模具是截面为上宽下窄的T型的开口容器，所述的保温罩是具有设置加热装置的内凹内腔、周边与模具开口边沿对接的罩，所述的保温罩内的加热装置为燃气加热装置或电加热装置。
6、根据权利要求5所述的金属锭的浇铸装置，其特征在于：所述的电加热装置为具有平面加热面的平板形加热装置，所述的平板形加热装置是由热辐射管串联而构成加热面，所述的加热面的形状与锌锭表面相适应，所述的加热面的面积为锌锭上表面面积的1/4～1/2。
7、根据权利要求6所述的金属锭的浇铸装置，其特征在于：所述的热辐射管为内置电热元件的石英管。
8、根据权利要求4所述的金属锭的浇铸装置，其特征在于：所述的保温罩内的燃气加热装置是与燃气管相连通的椭圆型闭环燃气加热装置，所述的椭圆型闭环燃气加热装置为一面设置有多个出气孔的椭圆型闭环钢管，所述的出气孔的数量为8～20个；
9、根据权利要求4所述的金属锭的浇铸装置，其特征在于：所述保温罩内的燃气加热装置是与燃气管相连通的、由多根平行的、一面设置有出气孔的钢管组成的窗型燃气加热装置，所述的窗型燃气加热装置的出气孔的数量为20～50个。
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