专利名称：通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械铸件生产过程的配套设备及其加工方法，特别涉及一种加热装置及方法。
背景技术：
铁型覆砂铸造是在金属型(称为铁型)内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种铸造工艺。所谓的型砂是在铸造中用来造型的材料，一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。由于覆砂层比较薄(4 8mm)，因此采用比较贵的高质量造型材料，在经济上也是合理的，其结果是使铸件质量大大改善和废品显著减少；由于铁型覆砂铸型刚度很好，从而也显著地提高了铸件的尺寸精度和致密性。在铁型覆砂生产工艺的生产过程中，覆砂层所使用的覆砂材料是一种热固化材料。实验证明，铁型和模具的温度应保持在220°C ±10°C，才能保证覆砂层得到良好的固化。覆砂层固化过程所需要的热量来自于两个部份，模具及铁型贮存的热量。其中模具部份是由装在模具内部的加热管保证其温度，而铁型由于其工况较差，无法自带热源，只能通过上一轮生产时铁液凝固所释放的热量提高其温度。因此铁型的温度是决定产品质量的一个主要工艺参数，影响了覆膜砂的固化时间、高温强度等铸型一系列的重要性能，铸件的尺寸精度及内在品质也与此参数密切相关。传统的铁型温度的控制主要有以下几种模式1、依靠上一轮生产时铁液凝固所释放的热量加热铁型，并在铁型与覆砂层接触的过程中使覆砂层的固化；2、铁型集中进入台车式退火炉进行加热；3、在线使用柴油燃烧炉对铁型进行加热。总结起来传统的铁型温度控制方式无非是直接热接触和辐射加热。
国内公开了一些铁型加热或者铁型加热类似技术，如I名称一种用于铁膜覆砂的底辐射加热的烘箱，申请号CN201120324158. 6，公开号CN202192219U的专利文献公开了一种用于铁膜覆砂的底辐射加热的烘箱，属于铁膜覆砂设备领域，其包括炉体，所述炉体设有炉门和炉盖，所述炉底布置有耐高温的辐射加热管，所述炉体为的钢板制作,炉衬填充有耐火材料；炉门和炉盖采用钢板焊制，填充耐火材料；所述烘箱依次设有加热区、调整区和恒温区，加热方式为辐射加热。名称铁型覆砂机加热射砂装置，专利号CN200620098727. 9，公开号CN200942427,公开了一种铁型覆砂机加热射砂装置，该装置型板，型板固定在覆砂机工作台上，型板上固定设有电热管、热电偶，电路系统通过固定板实现和生产线控制中心相联，实现生产线球模的衡温射砂。上述传统的铁型加热方式存在如下缺陷1、操作复杂，人工成本高；2、温度控制不准确；3、能耗太高，大量热量浪费；4、生产过程不能连续；5、由于是外部加热，造成铁型受热不均，局部热冲击大，铁型早期失效现象极为严重；6、不适用于中小铸件生产。因此在覆砂工艺急需补充一种操作简便，人工成本低，生产过程连续，能耗低，铁型早期不容易失效而且通用于各种型号铸件生产的铁型的快速，准确加热装置，以为满足现代铸造业的需要。
发明内容
本发明提供一种铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法和加热装置，解决了铁型早期容易失效、中小铸件生产困难的问题。本发明的通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置连接于铁型覆砂设备的出铸件装置和铁型落砂装置之间，包括辊道传送架及其支撑的铁型和加热组件，用于铁型覆砂工艺中对铁型的加热操作辊道传送架双轨内侧设有轴承，轴承上套着托辊外轮，铁型放置在辊道传送架的传送轨道上，并被托辊外轮所支撑；所述加热组件为感应线圈，其形状为环绕铁型的长方形线圈状，设置在辊道传送架的传送轨道上且大小和铁型相匹配，感应线圈被电木支条(7)所固定；感应线圈外部还罩有拱形外壳，而拱形外壳分别与电木支条和辊道传送架双轨固定连接，感应线圈引出线圈接口与并与感应电源的主回路相连接。所述感应线圈采用铜质线圈，每一圈保持有一定的距离，感应线圈(6)通过不锈钢螺栓及螺母连接固定在电木支条上，线圈接口设有电源接入口和冷水接入口。辊道传送架双轨内侧所设轴承是耐热轴承，拱形外壳是铝质。感应电源的主回路设有电源开关柜、电源变频及整流柜和电容器组。另外，本发明的通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法，步骤如下 第I步通过把上一轮生产过程中铁液凝固所释放的热量传递给铁型，提高铁型的温度到达一个基础温度；第2步检测铁型基础温度，当检测到铁型温度低于220°C ±10°C时，使用感应电流将铁型加热到特定温度，令其在通过感应线圈时作停留，并且通过加载感应线圈中的电流在铁型内部产生交变感应磁场，产生电流使铁型内部发热而升温，加热铁型30 50秒，同时从线圈接口的冷水接入口引入冷却水冷却线圈；第3步经过落砂工位冷却后铁型温度达到220°C ± 10°C。所述第二步的特定温度范围是230°C ±5°C。所述第二步中对铁型进行加热时的感应线圈(6)电流为1000Hz、380V的交变电流。本发明的通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置，采用改变铁型内部及周围磁场使铁型内部发热快速升温的方法，代替了传统高能耗的辐射加热方法，大大降低加热耗能，简化了铁型的加热操作过程，有效降低操作成本；准确控制铁型加热温度在2300C ±5°C范围内，为覆砂层的固化提供良好固化条件，大大降低覆砂层过固化的废品率，也使铁型覆砂工艺适用于中小型铸件。
图I为本发明感应加热装置的内部结构示意图。图2为本发明感应加热装置的外部结构图。图3为本发明感应加热装置的感应线圈结构示意图。图4按本发明感应加热装置工作示意图。图中1-辊道传送架，2-铁型，3-辊道辊道传送架双轨，4-轴承，5-托辊外轮，6-感应线圈，7-电木支条，8-外壳，9-线圈接口，10-感应电源，11-电源开关柜，12-电源变频及整流柜，13-电容器组。
具体实施例方式下面根据附图并结合具体实施方式
对本发明作进一步说明。如图1、2、3、4所示，通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置，连接于铁型覆砂设备的出铸件装置和铁型落砂装置之间，包括辊道传送架I及其支撑的铁型2和加热组件，用于铁型覆砂工艺中对铁型的加热操作，其特征在于辊道传送架双轨3内侧设有轴承4，轴承4上套着托辊外轮5，铁型2放置在辊道传送架I的传送轨道上，并被托辊外轮5所支撑；辊道传送架I的传送轨道上设有大小和铁型2相匹配的感应线圈6，感应线圈6被电木支条7固定；感应线圈6外部还罩有拱形外壳8,而拱形外壳8分别与电木支条7和棍道传送架双轨3固定连接，感应线圈6引出线圈接口 9与并与感应电源10的主回路相连接。辊道传送架双轨3内侧所设轴承是耐热轴承；感应线圈被电木支条7通过不锈钢 螺栓及螺母连接固定；线圈接口 9设有电源接入口和冷水接入口 ；感应电源10的主回路设有电源开关柜11、电源变频及整流柜12、电容器组13。本发明提供的通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置，在柴油机飞轮毛坯生产过程中，首先使用上一轮生产过程中铁液凝固所释放的热量提高铁型温度，当检测到铁型温度小于工艺要求的220°C ±10°C时，在其沿着辊道传送架通过感应线圈时，将其停留；从线圈接口的冷水接入口弓I入冷却水，线圈接口接通感应电源，让1000HZ、380V交变电流通过感应线圈，在铁型周围及内外部产生中频变化磁场，并在铁型内产生大量涡流。由于铁型材料电阻较大，产生较大热量。外部磁场则通过铝质外壳转回内部。由于外壳材料磁阻小、电阻小，不产生较大热量。加热30 50后，秒铁型温度达到230°C ±5°C，完成加热过程；再通过辊道传送架将铁型输送到下一工位，经过落砂工位冷却，铁型温度将达到覆砂层固化的合适温度220°C ±10°C。大量实践证明通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置一种操作简便，人工成本低，生产过程连续，能耗低，铁型早期不容易失效而且通用于各种型号铸件生产的铁型的快速，准确的加热装置。使用本发明技术后，无需再从生产线上将铁型吊运进入箱式退火炉，当检测到铁型温度低时，由落砂工位的员工启动加热装置即可，不用另外安排人员进行铁型加热。加热温度可以准确控制在230°C ±5°C范围内可以准确覆砂层的固化情况，由于覆砂层过固化造成的砂眼类废品及覆砂层欠固化造成的气孔类废品下降90%以上。无需再用160K W的台车式退火炉或热效率极低的柴油燃烧炉，每加热一型铁型的能耗仅为0. 30kwh。而原来用箱式炉则实际生产过程平均每型耗能16. Okwh。加热每型铁型(从通常150°C加热到230°C)，仅需40S左右，而生产线的生产节拍为30型/小时，不会对生产造成影响。铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法与传统加热方法的多方面对比如下表
权利要求
1.一种通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置，连接于铁型覆砂设备的出铸件装置和铁型落砂装置之间，包括辊道传送架(I)及其支撑的铁型(2)和加热组件，用于铁型覆砂工艺中对铁型的加热操作，其特征在于辊道传送架双轨(3)内侧设有轴承(4)，轴承(4)上套着托辊外轮(5)，铁型(2)放置在辊道传送架(I)的传送轨道上，并被托辊外轮(5)所支撑；所述加热组件为感应线圈出)，其形状为环绕铁型(2)的长方形线圈状，设置在辊道传送架⑴的传送轨道上且大小和铁型⑵相匹配，感应线圈(6)被电木支条(7)所固定；感应线圈(6)外部还罩有拱形外壳(8)，而拱形外壳(8)分别与电木支条(7)和辊道传送架双轨⑶固定连接，感应线圈(6)引出线圈接口(9)与并与感应电源(10)的主回路相连接。
2.根据权利要求I所述的加热装置，其特征在于所述感应线圈(6)采用铜质线圈，每一圈保持有一定的距离。
3.根据权利要求I或2所述的感应加热装置，其特征在于感应线圈(6)通过不锈钢螺栓及螺母连接固定在电木支条(7)上。
4.根据权利要求I所述的感应加热装置，其特征在于线圈接口(9)设有电源接入口和冷水接入口。
5.根据权利要求I所述的感应加热装置，其特征在于辊道传送架双轨(3)内侧所设轴承是耐热轴承。
6.根据权利要求I所述的感应加热装置，其特征在于拱形外壳(8)是铝质。
7.根据权利要求I所述的感应加热装置，其特征在于感应电源(10)的主回路设有电源开关柜(11)、电源变频及整流柜(12)、电容器组(13)。
8.一种通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法，其特征在于步骤如下 第一步通过把上一轮生产过程中铁液凝固所释放的热量传递给铁型(2)，提高铁型的温度到达一个基础温度； 第二步检测铁型(2)基础温度，当检测到铁型(2)温度低于220°C ±10°C时，使用感应电流将铁型(2)加热到特定温度，令其在通过感应线圈(6)时作停留，并且通过加载感应线圈￠)中的电流在铁型(2)内部产生交变感应磁场，产生电流使铁型(2)内部发热而升温，加热铁型30 50秒，同时从线圈接口的冷水接入口引入冷却水冷却线圈； 第三步经过落砂工位冷却后铁型(2)温度达到220°C ±10°C。
9.根据权利要求6所述的加热方法，其特征在于所述第二步的特定温度范围是2300C ±5°C。
10.根据权利要求6所述的加热方法，其特征在于所述第二步中对铁型进行加热时的感应线圈(6)电流为1000Hz、380V的交变电流。
全文摘要
本发明公开了一种通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法及其装置，铁型放置在辊道传送架的传送轨道上，辊道传送架送轨道上设有大小和铁型相匹配的感应线圈，感应线圈外设有铝质外壳，并与感应电源回路接通，感应线圈引出线圈接口与并与感应电源的主回路相连接；生产过程中，使用上一轮生产过程中铁液凝固所释放的热量提高铁型温度，并使用感应电流产生交变磁场，通过内部发热机理加热铁型，使铁型温度到达加工温度，本发明与传统技术相比具有操作简便，人工成本低，能耗低，生产过程连续，加热快速、准确，铁型早期不容易失效等特点，并且适用于各种型号铸件的生产。
文档编号H05B6/10GK102861878SQ20121038472
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者胡兵 申请人:胡兵