一种组合式连体工频感应炉的制作方法

本发明涉及金属铸造熔炼技术领域，具体涉及一种组合式连体工频感应炉。

背景技术：

目前国内采用“上引连铸法”生产无氧铜及铜合金，工频感应炉是上引连铸法生产的主要设备之一，工频感应炉通常与挤压机配套使用，工频感应加热炉是一种快速加热装置，上料频率一般在2次/分钟左右。由于待挤压的铜及铜合金一般在100-1500kg/块左右，依靠人工给工频感应加热炉上料是不现实的，必须依靠机械上料才能保证安全和生产效率。目前，国内的加工厂家主要依靠人工操控天车给工频感应加热炉上料。由于与挤压机配套的天车吨位较大，造价很高；天车长期为工频感应加热炉备料、上料，影响挤压及后续工序的吊运工作；同时天车属于特种设备，需要具有特种操作资格的熟练工进行辅助操作，从而增加了生产运营成本。目前，工频感应炉改造的步伐比较缓慢，分体式工频炉组合是将铜及铜合金熔料从熔化炉通过溜槽流到温度的过程中，高温状态下的铜合金熔料液流充分暴露在空气中，辐射出大量的热量，同时熔料吸收空气中的氧、氢等有害气体，发生剧烈的氧化反应，其氧化物形成浓烟散发出去，这不仅造成对周围环境的污染，而且也使熔体中的成分材料由于部分氧化而损失。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种组合式连体工频感应炉，具有自动上料、安全性高的特点。

本发明解决上述问题的技术方案为：一种组合式连体工频感应炉，包括保温炉、熔化炉、布袋除尘系统、上料机，布袋除尘系统包括风罩、烟尘冷却器、重粉收集器、布袋除尘器、引风机，风罩位于熔化炉上，风罩与烟尘冷却器入口通过第一管道相连，烟尘冷却器出口通过第二管道与重粉收集器入口相连，重粉收集器出口通过第三管道与布袋除尘器入口，布袋除尘器出口通过第四管道引风机相连，引风机与烟筒通过第五管道相连；

熔化炉通过风罩与布袋除尘系统相连，熔化炉下部设有一个过水开口，熔化炉顶端设有一个安装口；保温炉上部盛有一个过水开口；熔化炉与保温炉并排放置，保温炉过水开口与熔化炉过水开口通过石墨底座连接，石墨底座为中空结构，一端封堵；塞棒位于熔化炉内，塞棒底部通过安装口插入石墨底座内；

熔化炉一侧设有上料机，包括夹持装置、供料装置、移动装置、底板、铜排料、光电传感器、plc控制器、压力传感器，夹持装置包括夹持台、夹持底座，夹持底座上设有两个电动推杆，两个电动推杆并排平行；夹持台固定在电动推杆上，机械人手臂位于夹持台上；

供料装置包括工位台、主动齿轮、从动齿轮、支撑板、轨道、固定轴，工位台在水平面的投影为圆环形，工位台上设有多个工位，相邻两个工位之间的夹角相等，每个工位上均设有一个铜排料；主动齿轮为不完全锥齿轮，主动齿轮的齿形为直齿；从动齿轮为完全锥齿轮，从动齿轮的齿形为直齿；支撑板的截面形状为“l”形，支撑板包括第一板、第二板，第一板与第二板垂直相连；轨道包括第一环、第二环、加强筋，第一环内径大于第二环内径，第二环位于第一环内，第二环中心轴线与第一环中心轴线重合，第二环与第一环之间的区域内设有多个加强筋，相邻两个加强筋之间的夹角相等；工位台固定在轨道上，轨道通过第二环固定在固定轴上，从动齿轮固定在固定轴上，轨道位于从动齿轮上方，固定轴固定在第一板上，主动齿轮固定在第一传动杆上，第一传动杆穿过第二板，与第二板通过滚动轴承相连，第一传动杆与第一电机轴相连，主动齿轮与从动齿轮相啮合；

移动装置包括底盘、第一齿轮、第二齿轮、滑轮，底盘包括长方形框架、连接杆，第二电机固定在长方形框架内，第二电机轴与第二传动杆相连，第二传动杆沿着轴线方向设有三个第一齿轮，每个第一齿轮的左右两侧分别设有一根连接杆，连接杆两端与长方形框架相连，每个第一齿轮的前后两侧分别设有一根安装杆，安装杆两端分别与连接杆垂直相连，每根安装杆上设有一个第二齿轮，每个第二齿轮的左右两侧分别设有一个滑轮，每个第一齿轮与位于其前后两侧的第二齿轮之间通过链条啮合；

移动装置通过底盘固定在底板底端，供料装置、夹持装置均固定在底板顶端，供料装置位于底板的中间位置，夹持装置位于底板的右侧，底板左侧设有堆料区，堆料区设有多组铜排料，供料装置与堆料区之间设有机器人手臂，底板上设有第二电机开关。

所述机器人手臂末端设有真空吸盘。

所述每个工位上均设有光电传感器、压力传感器。

所述光电传感器、plc控制器、机器人手臂之间电连接。

本发明具有有益效果：本发明采用组合式连体工频炉大大减少了熔铸过程中重金属氧化物对周围环境中土壤、空气和水的污染，降低空气中氧化锌粉尘的含量，改善了操作工人的劳动环境；利用石墨底座、塞棒实现了熔化炉与保温炉铜水之间的潜流式转换；利用布袋除尘系统使烟尘收集率达到96％以上；通过上料机保证铜排上料节拍，从而保证后续挤压工序的生产效率；可以将具有特种操作资格的熟练的天车工和天车从繁重的上料工作中解放出来，更好地服务于后续工序，从而降低生产运营成本；通过夹持装置的机器人手臂完成将铜排料投入工频感应炉中，保证了上料效率与安全性；通过堆料区的机器人手臂、光电传感器、plc控制器自动完成供料装置空工位的补料；通过供料装置实现了间隙工作，充分保证了每个工位的停留时间；通过移动装置实现了上料机的可移动，方便了上料机的位置移动，实用性大大提高。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明上料机结构示意图。

图3为本发明夹持装置结构示意图。

图4为本发明上料装置结构示意图。

图5为本发明轨道结构示意图。

图6为本发明工位台结构示意图。

图7为本发明移动装置结构示意图。

图8为本发明控制原理图。

图中：1-夹持装置，2-供料装置，3-移动装置，4-底板，5-铜排料，6-夹持台，7-夹持底座，8-电动推杆，9-机械手臂，10-真空吸盘，11-工位台，12-主动齿轮，13-从动齿轮，14-支撑板，15-轨道，16-固定轴，17-第一板，18-第二板，19-第一环，20-第二环，21-加强筋，22-第一传动杆，23-第一电机，24-底盘，25-第一齿轮，26-第二齿轮，27-长方形框架，28-连接杆，29-安装杆，30-滑轮，31-链条，32-堆料区，33-第二电机开关，34-光电传感器，35-plc控制器，37-第二传动杆，38-第二电机，39-压力传感器，101-熔化炉，102-保温炉，103-布袋除尘系统，104-上料机，105-风罩，106-烟尘冷却器，107-重粉收集器，108-引风机，110-烟筒，111-第一管道，112-第二管道，113-第三管道，114-第四管道，115-第五管道，117-石墨底座，118-塞棒，119-结晶器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

一种组合式连体工频感应炉，包括保温炉、熔化炉、布袋除尘系统、上料机，布袋除尘系统包括风罩、烟尘冷却器、重粉收集器、布袋除尘器、引风机，风罩位于熔化炉上，风罩与烟尘冷却器入口通过第一管道相连，烟尘冷却器出口通过第二管道与重粉收集器入口相连，重粉收集器出口通过第三管道与布袋除尘器入口，布袋除尘器出口通过第四管道引风机相连，引风机与烟筒通过第五管道相连；

熔化炉通过风罩与布袋除尘系统相连，熔化炉下部设有一个过水开口，熔化炉顶端设有一个安装口；保温炉上部盛有一个过水开口；熔化炉与保温炉并排放置，保温炉过水开口与熔化炉过水开口通过石墨底座连接，石墨底座为中空结构，一端封堵；塞棒位于熔化炉内，塞棒底部通过安装口插入石墨底座内；

熔化炉一侧设有熔化炉上料机，包括夹持装置、供料装置、移动装置、底板、铜排料、光电传感器、plc控制器、压力传感器，夹持装置包括夹持台、夹持底座，夹持底座上设有两个电动推杆，两个电动推杆并排平行；夹持台固定在电动推杆上，机械人手臂位于夹持台上；

供料装置包括工位台、主动齿轮、从动齿轮、支撑板、轨道、固定轴，工位台在水平面的投影为圆环形，工位台上设有多个工位，相邻两个工位之间的夹角相等，每个工位上均设有一个铜排料；主动齿轮为不完全锥齿轮，主动齿轮的齿形为直齿；从动齿轮为完全锥齿轮，从动齿轮的齿形为直齿；支撑板的截面形状为“l”形，支撑板包括第一板、第二板，第一板与第二板垂直相连；轨道包括第一环、第二环、加强筋，第一环内径大于第二环内径，第二环位于第一环内，第二环中心轴线与第一环中心轴线重合，第二环与第一环之间的区域内设有多个加强筋，相邻两个加强筋之间的夹角相等；工位台固定在轨道上，轨道通过第二环固定在固定轴上，从动齿轮固定在固定轴上，轨道位于从动齿轮上方，固定轴固定在第一板上，主动齿轮固定在第一传动杆上，第一传动杆穿过第二板，与第二板通过滚动轴承相连，第一传动杆与第一电机轴相连，主动齿轮与从动齿轮相啮合；

移动装置包括底盘、第一齿轮、第二齿轮、滑轮，底盘包括长方形框架、连接杆，第二电机固定在长方形框架内，第二电机轴与第二传动杆相连，第二传动杆沿着轴线方向设有三个第一齿轮，每个第一齿轮的左右两侧分别设有一根连接杆，连接杆两端与长方形框架相连，每个第一齿轮的前后两侧分别设有一根安装杆，安装杆两端分别与连接杆垂直相连，每根安装杆上设有一个第二齿轮，每个第二齿轮的左右两侧分别设有一个滑轮，每个第一齿轮与位于其前后两侧的第二齿轮之间通过链条啮合；

移动装置通过底盘固定在底板底端，供料装置、夹持装置均固定在底板顶端，供料装置位于底板的中间位置，夹持装置位于底板的右侧，底板左侧设有堆料区，堆料区设有多组铜排料，供料装置与堆料区之间设有机器人手臂，底板上设有第二电机开关。

所述机器人手臂末端设有真空吸盘。

所述每个工位上均设有光电传感器、压力传感器。

所述光电传感器、plc控制器、机器人手臂之间电连接。

上料时，先打开第二电机开关，利用移动装置将上料机移动到合适的位置，夹持装置的机器人手臂利用真空吸盘将工位上的铜排料吸附，接着投入到熔化炉中；当该工位上的铜排料全部投入到熔化炉中后，压力传感器会将此时的信号传递给plc控制器，plc控制器经过分析后，发出命令控制第一电机转动到下一工位，夹持装置的机器人手臂接着完成上料工作；当空工位转到堆料区的位置时，压力传感器、光电传感器会将此时的信号传递给西门子plc控制器，西门子plc控制器经过分析后，发出命令控制堆料区的机器人手臂对空工位完成补料工作。

当铜排料在熔化炉中完成熔融后，将插入的塞棒拔起，把熔融状态的铜合金物料从熔化炉通过石墨底座转移到保温炉中，使保温炉内铜水温度保持恒定的结晶所需温度，通过熔化炉间歇式补充熔体使保温炉内铜水熔体总量平衡；通过安装在保温炉侧面的结晶器将熔体按工艺尺寸要求水平方向引出，形成铸坯。熔铸过程中的氧化锌粉尘通过布袋除尘系统吸附收集，改善了操作工人的劳动环境。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。