專利名稱：通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械鑄件生產過程的配套設備及其加工方法，特別涉及一種加熱裝置及方法。
背景技術：
鐵型覆砂鑄造是在金屬型(稱為鐵型)內腔覆上一薄層型砂而形成鑄型的一種鑄造工藝。所謂的型砂是在鑄造中用來造型的材料，一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。由于覆砂層比較薄(4 8mm)，因此采用比較貴的高質量造型材料，在經濟上也是合理的，其結果是使鑄件質量大大改善和廢品顯著減少；由于鐵型覆砂鑄型剛度很好，從而也顯著地提高了鑄件的尺寸精度和致密性。在鐵型覆砂生產工藝的生產過程中，覆砂層所使用的覆砂材料是一種熱固化材料。實驗證明，鐵型和模具的溫度應保持在220°C ±10°C，才能保證覆砂層得到良好的固化。覆砂層固化過程所需要的熱量來自于兩個部份，模具及鐵型貯存的熱量。其中模具部份是由裝在模具內部的加熱管保證其溫度，而鐵型由于其工況較差，無法自帶熱源，只能通過上一輪生產時鐵液凝固所釋放的熱量提高其溫度。因此鐵型的溫度是決定產品質量的一個主要工藝參數，影響了覆膜砂的固化時間、高溫強度等鑄型一系列的重要性能，鑄件的尺寸精度及內在品質也與此參數密切相關。傳統的鐵型溫度的控制主要有以下幾種模式1、依靠上一輪生產時鐵液凝固所釋放的熱量加熱鐵型，并在鐵型與覆砂層接觸的過程中使覆砂層的固化；2、鐵型集中進入臺車式退火爐進行加熱；3、在線使用柴油燃燒爐對鐵型進行加熱。總結起來傳統的鐵型溫度控制方式無非是直接熱接觸和輻射加熱。
國內公開了一些鐵型加熱或者鐵型加熱類似技術，如I名稱一種用于鐵膜覆砂的底輻射加熱的烘箱，申請號CN201120324158. 6，公開號CN202192219U的專利文獻公開了一種用于鐵膜覆砂的底輻射加熱的烘箱，屬于鐵膜覆砂設備領域，其包括爐體，所述爐體設有爐門和爐蓋，所述爐底布置有耐高溫的輻射加熱管，所述爐體為的鋼板制作,爐襯填充有耐火材料；爐門和爐蓋采用鋼板焊制，填充耐火材料；所述烘箱依次設有加熱區、調整區和恒溫區，加熱方式為輻射加熱。名稱鐵型覆砂機加熱射砂裝置，專利號CN200620098727. 9，公開號CN200942427,公開了一種鐵型覆砂機加熱射砂裝置，該裝置型板，型板固定在覆砂機工作臺上，型板上固定設有電熱管、熱電偶，電路系統通過固定板實現和生產線控制中心相聯，實現生產線球模的衡溫射砂。上述傳統的鐵型加熱方式存在如下缺陷1、操作復雜，人工成本高；2、溫度控制不準確；3、能耗太高，大量熱量浪費；4、生產過程不能連續；5、由于是外部加熱，造成鐵型受熱不均，局部熱沖擊大，鐵型早期失效現象極為嚴重；6、不適用于中小鑄件生產。因此在覆砂工藝急需補充一種操作簡便，人工成本低，生產過程連續，能耗低，鐵型早期不容易失效而且通用于各種型號鑄件生產的鐵型的快速，準確加熱裝置，以為滿足現代鑄造業的需要。
發明內容
本發明提供一種鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱方法和加熱裝置，解決了鐵型早期容易失效、中小鑄件生產困難的問題。本發明的通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱裝置連接于鐵型覆砂設備的出鑄件裝置和鐵型落砂裝置之間，包括輥道傳送架及其支撐的鐵型和加熱組件，用于鐵型覆砂工藝中對鐵型的加熱操作輥道傳送架雙軌內側設有軸承，軸承上套著托輥外輪，鐵型放置在輥道傳送架的傳送軌道上，并被托輥外輪所支撐；所述加熱組件為感應線圈，其形狀為環繞鐵型的長方形線圈狀，設置在輥道傳送架的傳送軌道上且大小和鐵型相匹配，感應線圈被電木支條(7)所固定；感應線圈外部還罩有拱形外殼，而拱形外殼分別與電木支條和輥道傳送架雙軌固定連接，感應線圈引出線圈接口與并與感應電源的主回路相連接。所述感應線圈采用銅質線圈，每一圈保持有一定的距離，感應線圈(6)通過不銹鋼螺栓及螺母連接固定在電木支條上，線圈接口設有電源接入口和冷水接入口。輥道傳送架雙軌內側所設軸承是耐熱軸承，拱形外殼是鋁質。感應電源的主回路設有電源開關柜、電源變頻及整流柜和電容器組。另外，本發明的通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱方法，步驟如下 第I步通過把上一輪生產過程中鐵液凝固所釋放的熱量傳遞給鐵型，提高鐵型的溫度到達一個基礎溫度；第2步檢測鐵型基礎溫度，當檢測到鐵型溫度低于220°C ±10°C時，使用感應電流將鐵型加熱到特定溫度，令其在通過感應線圈時作停留，并且通過加載感應線圈中的電流在鐵型內部產生交變感應磁場，產生電流使鐵型內部發熱而升溫，加熱鐵型30 50秒，同時從線圈接口的冷水接入口引入冷卻水冷卻線圈；第3步經過落砂工位冷卻后鐵型溫度達到220°C ± 10°C。所述第二步的特定溫度范圍是230°C ±5°C。所述第二步中對鐵型進行加熱時的感應線圈(6)電流為1000Hz、380V的交變電流。本發明的通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱裝置，采用改變鐵型內部及周圍磁場使鐵型內部發熱快速升溫的方法，代替了傳統高能耗的輻射加熱方法，大大降低加熱耗能，簡化了鐵型的加熱操作過程，有效降低操作成本；準確控制鐵型加熱溫度在2300C ±5°C范圍內，為覆砂層的固化提供良好固化條件，大大降低覆砂層過固化的廢品率，也使鐵型覆砂工藝適用于中小型鑄件。
圖I為本發明感應加熱裝置的內部結構示意圖。圖2為本發明感應加熱裝置的外部結構圖。圖3為本發明感應加熱裝置的感應線圈結構示意圖。圖4按本發明感應加熱裝置工作示意圖。圖中1-輥道傳送架，2-鐵型，3-輥道輥道傳送架雙軌，4-軸承，5-托輥外輪，6-感應線圈，7-電木支條，8-外殼，9-線圈接口，10-感應電源，11-電源開關柜，12-電源變頻及整流柜，13-電容器組。
具體實施例方式下面根據附圖并結合具體實施方式
對本發明作進一步說明。如圖1、2、3、4所示，通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱裝置，連接于鐵型覆砂設備的出鑄件裝置和鐵型落砂裝置之間，包括輥道傳送架I及其支撐的鐵型2和加熱組件，用于鐵型覆砂工藝中對鐵型的加熱操作，其特征在于輥道傳送架雙軌3內側設有軸承4，軸承4上套著托輥外輪5，鐵型2放置在輥道傳送架I的傳送軌道上，并被托輥外輪5所支撐；輥道傳送架I的傳送軌道上設有大小和鐵型2相匹配的感應線圈6，感應線圈6被電木支條7固定；感應線圈6外部還罩有拱形外殼8,而拱形外殼8分別與電木支條7和棍道傳送架雙軌3固定連接，感應線圈6引出線圈接口 9與并與感應電源10的主回路相連接。輥道傳送架雙軌3內側所設軸承是耐熱軸承；感應線圈被電木支條7通過不銹鋼 螺栓及螺母連接固定；線圈接口 9設有電源接入口和冷水接入口 ；感應電源10的主回路設有電源開關柜11、電源變頻及整流柜12、電容器組13。本發明提供的通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱裝置，在柴油機飛輪毛坯生產過程中，首先使用上一輪生產過程中鐵液凝固所釋放的熱量提高鐵型溫度，當檢測到鐵型溫度小于工藝要求的220°C ±10°C時，在其沿著輥道傳送架通過感應線圈時，將其停留；從線圈接口的冷水接入口弓I入冷卻水，線圈接口接通感應電源，讓1000HZ、380V交變電流通過感應線圈，在鐵型周圍及內外部產生中頻變化磁場，并在鐵型內產生大量渦流。由于鐵型材料電阻較大，產生較大熱量。外部磁場則通過鋁質外殼轉回內部。由于外殼材料磁阻小、電阻小，不產生較大熱量。加熱30 50后，秒鐵型溫度達到230°C ±5°C，完成加熱過程；再通過輥道傳送架將鐵型輸送到下一工位，經過落砂工位冷卻，鐵型溫度將達到覆砂層固化的合適溫度220°C ±10°C。大量實踐證明通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱裝置一種操作簡便，人工成本低，生產過程連續，能耗低，鐵型早期不容易失效而且通用于各種型號鑄件生產的鐵型的快速，準確的加熱裝置。使用本發明技術后，無需再從生產線上將鐵型吊運進入箱式退火爐，當檢測到鐵型溫度低時，由落砂工位的員工啟動加熱裝置即可，不用另外安排人員進行鐵型加熱。加熱溫度可以準確控制在230°C ±5°C范圍內可以準確覆砂層的固化情況，由于覆砂層過固化造成的砂眼類廢品及覆砂層欠固化造成的氣孔類廢品下降90%以上。無需再用160K W的臺車式退火爐或熱效率極低的柴油燃燒爐，每加熱一型鐵型的能耗僅為0. 30kwh。而原來用箱式爐則實際生產過程平均每型耗能16. Okwh。加熱每型鐵型(從通常150°C加熱到230°C)，僅需40S左右，而生產線的生產節拍為30型/小時，不會對生產造成影響。鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱方法與傳統加熱方法的多方面對比如下表
權利要求
1.一種通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱裝置，連接于鐵型覆砂設備的出鑄件裝置和鐵型落砂裝置之間，包括輥道傳送架(I)及其支撐的鐵型(2)和加熱組件，用于鐵型覆砂工藝中對鐵型的加熱操作，其特征在于輥道傳送架雙軌(3)內側設有軸承(4)，軸承(4)上套著托輥外輪(5)，鐵型(2)放置在輥道傳送架(I)的傳送軌道上，并被托輥外輪(5)所支撐；所述加熱組件為感應線圈出)，其形狀為環繞鐵型(2)的長方形線圈狀，設置在輥道傳送架⑴的傳送軌道上且大小和鐵型⑵相匹配，感應線圈(6)被電木支條(7)所固定；感應線圈(6)外部還罩有拱形外殼(8)，而拱形外殼(8)分別與電木支條(7)和輥道傳送架雙軌⑶固定連接，感應線圈(6)引出線圈接口(9)與并與感應電源(10)的主回路相連接。
2.根據權利要求I所述的加熱裝置，其特征在于所述感應線圈(6)采用銅質線圈，每一圈保持有一定的距離。
3.根據權利要求I或2所述的感應加熱裝置，其特征在于感應線圈(6)通過不銹鋼螺栓及螺母連接固定在電木支條(7)上。
4.根據權利要求I所述的感應加熱裝置，其特征在于線圈接口(9)設有電源接入口和冷水接入口。
5.根據權利要求I所述的感應加熱裝置，其特征在于輥道傳送架雙軌(3)內側所設軸承是耐熱軸承。
6.根據權利要求I所述的感應加熱裝置，其特征在于拱形外殼(8)是鋁質。
7.根據權利要求I所述的感應加熱裝置，其特征在于感應電源(10)的主回路設有電源開關柜(11)、電源變頻及整流柜(12)、電容器組(13)。
8.一種通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱方法，其特征在于步驟如下 第一步通過把上一輪生產過程中鐵液凝固所釋放的熱量傳遞給鐵型(2)，提高鐵型的溫度到達一個基礎溫度； 第二步檢測鐵型(2)基礎溫度，當檢測到鐵型(2)溫度低于220°C ±10°C時，使用感應電流將鐵型(2)加熱到特定溫度，令其在通過感應線圈(6)時作停留，并且通過加載感應線圈￠)中的電流在鐵型(2)內部產生交變感應磁場，產生電流使鐵型(2)內部發熱而升溫，加熱鐵型30 50秒，同時從線圈接口的冷水接入口引入冷卻水冷卻線圈； 第三步經過落砂工位冷卻后鐵型(2)溫度達到220°C ±10°C。
9.根據權利要求6所述的加熱方法，其特征在于所述第二步的特定溫度范圍是2300C ±5°C。
10.根據權利要求6所述的加熱方法，其特征在于所述第二步中對鐵型進行加熱時的感應線圈(6)電流為1000Hz、380V的交變電流。
全文摘要
本發明公開了一種通用于鐵型覆砂鑄造生產線的感應加熱方法及其裝置，鐵型放置在輥道傳送架的傳送軌道上，輥道傳送架送軌道上設有大小和鐵型相匹配的感應線圈，感應線圈外設有鋁質外殼，并與感應電源回路接通，感應線圈引出線圈接口與并與感應電源的主回路相連接；生產過程中，使用上一輪生產過程中鐵液凝固所釋放的熱量提高鐵型溫度，并使用感應電流產生交變磁場，通過內部發熱機理加熱鐵型，使鐵型溫度到達加工溫度，本發明與傳統技術相比具有操作簡便，人工成本低，能耗低，生產過程連續，加熱快速、準確，鐵型早期不容易失效等特點，并且適用于各種型號鑄件的生產。
文檔編號H05B6/10GK102861878SQ20121038472
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者胡兵 申請人:胡兵