專利名稱：一種可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注氣發(fā)泡制備閉孔泡沫鋁的設(shè)備，特別涉及一套可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
泡沫鋁是一種新型的多孔金屬材料。它所具有的輕質(zhì)與高比強(qiáng)度等特點(diǎn)，使得其可作為潛在的結(jié)構(gòu)材料；所具有的吸聲、隔音、隔熱、阻燃、減震、吸收沖擊能及電磁屏蔽等特性，使得其可作為功能材料。因而，在航空、航天、運(yùn)輸、電子、軍工、化工、環(huán)保、能源、機(jī)械、生物等各個高科技領(lǐng)域及一般工業(yè)領(lǐng)域，泡沫鋁的應(yīng)用受到了越來越廣泛的關(guān)注。目前泡沫鋁的制備方法主要有滲流鑄造法、粉末冶金法和熔體發(fā)泡法等。滲流鑄造法一般用來制造通孔泡沫鋁；粉末冶金法由于生產(chǎn)成本高，不適合于生產(chǎn)一般工業(yè)領(lǐng)域用的泡沫鋁 材。熔體發(fā)泡法工藝簡單，但現(xiàn)行熔體直接發(fā)泡法存在如下的不足(1)操作難度大，如US. pat. 3743353所述用TiH2作發(fā)泡劑制備泡沫鋁時，攪拌發(fā)泡時間要求控制在I 2min。只能間斷操作，如CN1320710A所述方法改進(jìn)了國外專利，使得泡沫鋁操作難度大為減小，但該方法屬于間隙操作；(3)控制不當(dāng)時，發(fā)泡體底部存在一定厚度的實(shí)心體，并且泡沫體中泡體分布不均勻；正是由于這些不足，導(dǎo)致了泡沫鋁的生產(chǎn)成本居高不下，也限制了泡沫鋁的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。為了解決間隙式泡沫鋁生產(chǎn)成本高的權(quán)限，美國專利US. pat6984356B2描述了一種泡沫鋁的連續(xù)制備方法，但該專利不能根據(jù)需要量對熔體進(jìn)行在線增粘，也沒有指出如何根據(jù)需要量來在線調(diào)整發(fā)泡劑從而得到具有不同孔隙率的泡沫鋁產(chǎn)品。為了解決美國專利US. pat6984356B2所存在的問題，本專利發(fā)明人于2006年申報了專利CN100422363C，該專利可以實(shí)現(xiàn)熔體的在線增粘與發(fā)泡量的有效控制，但該專利的缺陷是具有負(fù)壓吸入功能攪拌設(shè)備的造假不便宜、且高溫下容易失效。專利CN102312117A提供了一種吹氣發(fā)泡連續(xù)生產(chǎn)閉孔泡沫鋁的方法與設(shè)備，但該專利存在著如下的主要問題①專利中所述蓄液室與發(fā)泡室的結(jié)構(gòu)，使得泡沫鋁產(chǎn)品的性能對熔體液面的波動敏感，每次往蓄液室所添加熔體的量均不可太多，液面必須維持相對穩(wěn)定才能制備出泡體基本均一的材料；②由于增粘材料碳化硅的密度為3. 2g/cm3,而鋁熔體的密度大都在2. 7g/cm3以下，從而難避免出現(xiàn)碳化硅在發(fā)泡爐底部沉淀的出現(xiàn)，碳化硅的底部沉淀會導(dǎo)致熔體粘度的降低，最終結(jié)果將影響泡沫鋁材料的泡體均一性；③專利所述網(wǎng)帶提拉模式，容易導(dǎo)致泡沫鋁材料的表面不光潔，以及泡體變形與不均一的缺陷出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單易控，能連續(xù)獲得泡體均勻性良好的閉孔泡沫鋁產(chǎn)品的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，由熔煉爐、中間包、連續(xù)發(fā)泡爐、連鑄模具與連續(xù)牽引裝置構(gòu)成，所述的中間包裝配有防止熔體增粘顆粒沉降的攪拌器，所述的中間包上還有供熔煉爐熔體轉(zhuǎn)入的熔體入口、熔體增粘顆粒加入的顆粒入口以及增粘熔體的放料口 ；所述的連續(xù)發(fā)泡爐由隔板隔成有儲液室與發(fā)泡室，所述的隔板的下部留有所述的儲液室中的熔體可流向所述的發(fā)泡室的導(dǎo)流孔，所述的儲液室裝配有維持增粘顆粒均勻分散于熔體中的攪拌器，所述的發(fā)泡室裝配有通氣管以及可保證熔體與氣泡從下部進(jìn)入并充分混合的氣液混合攪拌器，所述的連續(xù)發(fā)泡爐上設(shè)有連接所述的放料口與所述的儲液室的溜槽，所述的連鑄模具與所述的發(fā)泡室連接，所述的連鑄模具由石墨內(nèi)模與包覆所述的石墨內(nèi)模的水冷套組成。所述的連鑄模具安裝在所述的發(fā)泡室的側(cè)面或上部。所述的連續(xù)牽引裝置是牽引軋輥。 所述的通氣管為“L”形，所述的通氣管的下部帶有不少于I個的出氣微孔。采用上述技術(shù)方案的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)及積極效果(I)與公知技術(shù)相比，本發(fā)明不會出現(xiàn)增粘粉體從鋁熔體中沉降以及泡沫鋁性能對熔體液面波動敏感等缺陷，從而使得本發(fā)明可有效保證連續(xù)鑄造出泡體均一性良好的閉孔泡沫鋁產(chǎn)品；(2)與公知技術(shù)想比，本發(fā)明的設(shè)備制造簡單、操作起來更加方便；(3)通過控制氣體通入量與氣液混合攪拌器的攪拌強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)不同密度泡沫鋁的連續(xù)生產(chǎn)；(4)本發(fā)明由于采用了由由水冷套與石墨內(nèi)模組成的連鑄模具，從而可使得泡沫鋁的表面光潔度大大由于目前所公知的所有技術(shù)。綜上所述，本發(fā)明是一種操作簡單易控，能連續(xù)獲得泡體均勻性良好的閉孔泡沫鋁產(chǎn)品的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)。


圖I閉孔泡沫鋁的水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)示意圖。圖2閉孔泡沫鋁的上引連續(xù)鑄造系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
為先在熔煉爐熔制合格的熔體、并將熔體轉(zhuǎn)入中間包，然后在攪拌的情況下往中間包中加入增粘顆粒，最后將增粘熔體轉(zhuǎn)入連續(xù)發(fā)泡爐進(jìn)行連續(xù)鑄造。下面下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。參見圖1，一種可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，由熔煉爐100、中間包200、連續(xù)發(fā)泡爐300、連鑄模具311與連續(xù)牽引裝置312構(gòu)成，中間包200裝配有防止熔體增粘顆粒沉降的攪拌器203，中間包200上還有供熔煉爐100熔體轉(zhuǎn)入的熔體入口 201、熔體增粘顆粒加入的顆粒入口 202以及增粘熔體的放料口 204 ;連續(xù)發(fā)泡爐300由隔板305隔成有儲液室304與發(fā)泡室309，隔板305的下部留有儲液室304中的熔體可流向發(fā)泡室309的導(dǎo)流孔306，儲液室304設(shè)有入口 302，儲液室304裝配有維持增粘顆粒均勻分散于熔體中的攪拌器303，發(fā)泡室309裝配有通氣管307以及可保證熔體與氣泡從下部進(jìn)入并充分混合的氣液混合攪拌器310，通氣管307為“L”形，通氣管307的下部帶有不少于I個的出氣微孔308，連續(xù)發(fā)泡爐300上設(shè)有連接所述的放料口 204與儲液室304的溜槽301，連鑄模具311由石墨內(nèi)模331與包覆石墨內(nèi)模331的水冷套321組成，連鑄模具311安裝在發(fā)泡室309的側(cè)面，連續(xù)牽引裝置312是牽引軋輥。參見圖2，連鑄模具311安裝在發(fā)泡室309的上部。本發(fā)明的使用方法如下第一步，按圖I或圖2所示裝配好本發(fā)明系統(tǒng)的各個部件，并打開中間包200與連續(xù)發(fā)泡爐300的電源、使中間包200與連續(xù)發(fā)泡爐300的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，特別重要的是，在連鑄模具311中要裝配好引錠桿、且要打開連鑄模具311的水冷套321的冷卻循環(huán)水。第二步，在熔煉爐100中熔制出合格的鋁熔體，并將所熔制的鋁熔體通過中間包200的熔體入口 201轉(zhuǎn)入中間包200中，并在啟動攪拌器203進(jìn)行攪拌的情況下，將增粘顆粒自中間包200的顆粒入口 202中加入中間包200中；增粘顆粒添加完畢后，攪拌器203 — 直運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證增粘顆粒不會在熔體中沉降。第三步，打開中間包200的放料口 204，使含增粘顆粒的熔體從溜槽301、自入口302流入連續(xù)發(fā)泡爐300的儲液室304，需要注意的是，在熔體流入連續(xù)發(fā)泡爐300開始即啟動攪拌器303與氣液混合攪拌器310對熔體進(jìn)行攪拌、以保證熔體中的增粘顆粒不沉降。第四步，待連續(xù)發(fā)泡爐300中熔體達(dá)到預(yù)設(shè)高度后，即通過通氣管307往熔體中通入發(fā)泡氣體，同時啟動連續(xù)牽引裝置312開始進(jìn)行連續(xù)鑄造。第五步，當(dāng)連續(xù)發(fā)泡爐300液面下降到一定高度后，立即將中間包200中熔體轉(zhuǎn)入連續(xù)發(fā)泡爐300中，從而實(shí)現(xiàn)閉孔泡沫鋁的連續(xù)生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，由熔煉爐(100)、中間包(200)、連續(xù)發(fā)泡爐(300)、連鑄模具(311)與連續(xù)牽引裝置(312)構(gòu)成，其特征在于所述的中間包(200 )裝配有防止熔體增粘顆粒沉降的攪拌器(203 )，所述的中間包(200 )上還有供熔煉爐(100)熔體轉(zhuǎn)入的熔體入口(201)、熔體增粘顆粒加入的顆粒入口(202)以及增粘熔體的放料口(204);所述的連續(xù)發(fā)泡爐(300)由隔板(305)隔成有儲液室(304)與發(fā)泡室(309)，所述的隔板(305)的下部留有所述的儲液室(304)中的熔體可流向所述的發(fā)泡室(309)的導(dǎo)流孔(306)，所述的儲液室(304)裝配有維持增粘顆粒均勻分散于熔體中的攪拌器(303)，所述的發(fā)泡室(309)裝配有通氣管(307)以及可保證熔體與氣泡從下部進(jìn)入并充分混合的氣液混合攪拌器(310)，所述的連續(xù)發(fā)泡爐(300)上設(shè)有連接所述的放料口(204)與所述的儲液室(304)的溜槽(301)，所述的連鑄模具(311)與所述的發(fā)泡室(309)連接，所述的連鑄模具(311)由石墨內(nèi)模(331)與包覆所述的石墨內(nèi)模(331)的水冷套(321)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，其特征在于所述的連鑄模具(311)安裝在所述的發(fā)泡室(309)的側(cè)面或上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，其特征在于所述的連續(xù)牽引裝置(312)是牽引軋輥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，其特征在于所述的通氣管(307)為“L”形，所述的通氣管(307)的下部帶有不少于I個的出氣微孔(308)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可獲均一泡體閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造系統(tǒng)，由熔煉爐、中間包、連續(xù)發(fā)泡爐、連鑄模具與連續(xù)牽引裝置構(gòu)成。所述中間包裝配了防止熔體增粘顆粒沉降的攪拌器；連續(xù)發(fā)泡爐由隔板隔成了儲液室與發(fā)泡室，隔板的下部留有儲液室中熔體可流向發(fā)泡室的導(dǎo)流孔；儲液室裝配了維持增粘顆粒均勻分散于熔體中的攪拌器，發(fā)泡室裝配有通氣管以及可保證熔體與氣泡從下部進(jìn)入并充分混合的氣液混合攪拌器；連鑄模具由水冷套與石墨內(nèi)模組成；連續(xù)牽引裝置指的是牽引軋輥。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)閉孔泡沫鋁的連續(xù)鑄造，并且熔體液面的波動不會造成泡體均一性的破壞。
文檔編號F27D27/00GK102962413SQ20121049940
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者周向陽, 楊娟, 王輝, 龍波, 伍上元, 劉宏專 申請人:中南大學(xué)