1.本发明属于金属铸造设备技术领域，尤其是涉及一种带有连续熔池保温炉的低压铸造设备。
背景技术：
2.随着铸造技术的发展，铝合金轻量化技术在汽车、高铁、军工行业的应用越来越广泛。大尺寸铝合金零部件如尺寸大于1米的空心整体副车架、新能源汽车电池箱体等的快速发展和推广应用对铸造大尺寸零部件的装备及工艺提出了更高的要求。
3.目前低压铸造生产大尺寸铝合金副车架、电池箱体等零部件用铸造保温炉主要采用坩埚保温炉，坩埚保温炉构成主要包括坩埚以及保温炉衬，通过电阻带或电阻丝环绕加热，目前常用坩埚保温炉容量从300kg到3t不等，据统计，坩埚保温炉实际生产使用寿命约为6个月，几个月即要更换一次坩埚保温炉，造成生产成本较高。且采用坩埚保温炉生产，每次补充铝液时均需升降炉盖及炉内升液管，使升液管频繁承受冷热交替温度变化，严重降低了升液管的使用寿命，造成升液管需要经常更换，增大了生产成本。
4.熔池保温炉的炉衬由耐火层保温层组成，多采用硅碳棒辐射加热或浸入式加热方式进行加热，熔池炉的使用寿命约为3年，是坩埚保温炉的5～6倍，相比坩埚保温炉生产成本更低，且熔池保温炉配有前置炉口，加注铝水方便。但是采用熔池保温炉铸造生产尺寸大于1米的大型铝合金副车架、电池箱体等零部件时也有比较明显的问题，熔池炉由于结构和尺寸的关系，采用的加热方式很容易导致炉内的铝液温度不均匀，过高的温度会导致充型后铝液凝固时间延长，影响生产节拍，而过低的温度又会影响充型，保温炉内铝水温度不均匀严重影响铸造产品的性能。此外，对于生产大尺寸铝合金副车架、电池箱体等复杂薄壁零部件时，需要配置多升液管，熔池保温炉要布置加热装置，使得升液管的布置受限，造成生产困难。
技术实现要素：
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种带有连续熔池保温炉的低压铸造设备。通过定制炉型结构满足多升液管排布，保证炉内铝液温度均匀，可以满足副车架、新能源电池箱体、导弹舱体等大型铝合金零部件多升液管复杂工艺的铸造应用。
6.为实现上述目的，本发明完整的技术方案包括：一种带有连续熔池保温炉的低压铸造设备，包括低压铸造设备机架，所述机架下方设有多升液管连续熔池保温炉，所述多升液管连续熔池保温炉设于轨道上；所述多升液管连续熔池保温炉包括熔池保温炉体、多升液管炉盖、升液管系统、炉门、炉体倾转装置、辐射型的加热棒和炉体进气机构；所述的熔池式保温炉体用以储存、保温金属铝液，所述炉体上配置耐火保温炉衬；所述熔池式保温炉体上配置有单独可分离的多升液管炉盖，多升液管炉盖上布置升液管系统，具体为所述炉盖上配置多个升液管接口；多个升液管接口构成所述升液管系
统，多个升液管接口能够根据铸造工艺需求布置不同位置和数量的升液管；所述炉盖内壁开有多个安装槽，安装槽内装有辐射型的加热棒，通过两侧电极通电后，加热棒升温并对铝水辐射加热；所述炉体上设置热电偶实时监控铝水的温度，并根据炉体内上方铝水平均温度、下方铝水平均温度，以及上下方铝水的平均温度差值对加热棒功率进行调控。
7.所述机架一侧设有换模小车。
8.所述换模小车旁同时有取料装置。
9.所述多升液管炉盖上通过石墨盘根布置升液管系统。
10.所述炉盖上的多升液管口排布方式为每排4个，共6排，总计24个升液管接口，升液管接口在炉盖上均匀分布。
11.辐射型的加热棒分布在多升液管相邻两排之间。
12.所述辐射型的加热棒共7根。
13.根据炉体内上方铝水平均温度、下方铝水平均温度，以及上下方铝水的平均温度差值对加热棒功率进行调整的具体方式为：在炉壁的宽度方向上，背对炉门的一侧炉壁的上方和下方分别设置一上一下两个热电偶，在炉体的长度方向上的两个炉壁，在炉壁上方和下方分别设置两上两下4个热电偶，整个炉体上热电偶的数量为10个；炉体宽度方向上，上方的热电偶温度记为，对应的下方热电偶温度记为,长度方向上，上方的四个热电偶温度分别记为，，，。对应的下方热电偶温度分别记为，，，。
14.加热棒的从边缘到中央的功率分别记为，，，，，，，其中和的加热功率相同，和的加热功率相同，和的加热功率相同，在不进行额外调控的正常加热下，各加热棒维持恒定的加热功率，具体为以最中央的加热棒加热功率作为基准功率，正常情况下为加热功率比为： ：：=1.31:1.22:1.15:1；在实时监控的过程中，热电偶将测得的温度值实时传输给控制系统，控制系统如果发现炉内温度异常，采用如下的方式进行调控：取上方5个热电偶的实时温度值，，，，并计算平均值得到上方实时平均温度值，取下方5个热电偶的实时温度值，，，，；并计算平均值得到下方实时平均温度值。
15.设定关于上方平均温度的第一阈值，关于下方平均温度的第二阈值，关于上方平均温度值与下方温度值之差的第三阈值。
16.当上方实时平均温度值小于第一阈值，即；且下方实时平均温度值小于
第二阈值，即；且上方平均温度值与下方温度值之差小于第三阈值，即时，触发调控条件。
17.具体调控手段为提升边缘两根加热棒的功率，，将调控后的功率分别记为，，具体为,，直到上方实时平均温度值小于第一阈值，即，或下方实时平均温度值大于第二阈值，即，或上方平均温度值与下方温度值之差大于第三阈值，即，结束调控，之后会通过传导过程实现温度平衡。
18.所述连续熔池保温炉通过炉体进气机构给炉子进行加压通气；具体为所述的熔池炉炉体两侧设置加热箱，并配置加压进气结构，气体通过多根加热棒的接线电极。
19.所述的熔池炉结构配有炉门，连续熔池保温炉通过炉门进行加注铝水及清理残留铝水，加注和清理铝水通过炉门打开，连续熔池保温炉配有倾转装置，通过炉体升倾转装置保证清理残留铝水顺畅。
20.本发明带有连续熔池保温炉的低压铸造设备相对于现有技术的优点在于：1、本发明通过为熔池式保温炉设置独立的炉盖，可实现多根升液管的灵活布置、满足多种大型复杂铝合金零部件的低压铸造生产，显著提高了铸造零部件的合格率。
21.2、熔池炉炉盖设计为独立结构，首先在保证炉盖升液管布局通用性的基础上，通过更换独立炉盖来满足更多产品不同升液管位置的需求，提高设备整机的通用率，减少工厂设备成本。
22.3、熔池炉炉盖升液管接口配置石墨盘根结构，可以有效的保证多升液管系统的密封性，解决设备升液系统的漏气问题。
23.4、熔池炉炉体加热箱两侧的加压进气结构，既能提高接线电极的使用寿命，又能减少进气对多升液管温度不均的影响。
24.5、熔池炉后端布置有小型倾转机构，可以很方便的清理炉体内腔存留铝水。
25.6、该带有连续熔池保温炉的低压铸造设备特别适用于铸造生产尺寸超过1米的空心整体铝合金副车架、新能源汽车电池箱体等大型铝合金零部件，显著提高产品质量及合格率。
附图说明
26.图1为本发明低压铸造设备整体结构示意图。
27.图2为本发明连续熔池保温炉平面结构示意图。
28.图3为本发明连续熔池保温炉立体结构示意图。
具体实施方式
29.下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行进一步的详细说明，显然，所描
述的实施例仅作为例示，并非用于限制本次申请。
30.如图1所示，本发明所公开的一种带有连续熔池保温炉的低压铸造设备,包括：低压铸造设备机架1，机架1下方设有多升液管保温炉2，多升液管保温炉2设于轨道3上，机架1一侧设有换模小车4，换模小车4旁同时有取料装置，多升液管保温炉顶端设有由多根升液管组成的升液管系统。
31.如图2-3所示，所述多升液管保温炉包括熔池保温炉体5、多升液管炉盖6、升液管系统7、炉门8、炉体倾转装置9、辐射型的加热棒10和炉体进气机构；所述的熔池式保温炉体5用以储存、保温金属铝液，所述炉体上配置耐火保温炉衬；所述熔池式保温炉炉体上配置有单独可分离的多升液管炉盖6，所述炉盖上配置多根升液管口，在实际生产中，可以根据新能源汽车电池箱体、副车架等不同大型部件的生产与升液要求，有选择地使不同位置、数量的升液管通过升液管口，以满足不同工件的多升液口工艺需求，尤其是，炉盖与保温炉炉体炉衬独立设计，也可根据需要更换炉盖，以最小的成本提高了多升液管熔池炉通用性。多升液管炉盖上通过石墨盘根布置升液管系统；所述升液管系统包括多个升液管接口，多个升液管接口可以根据铸造工艺需求布置不同位置和数量的升液管，也可以整体更换炉盖，在一种优选实施方式中，其排布方式为每排4个，共6排，总计24个升液管接口，在炉盖上均匀分布，如图3所示，炉盖升液管接口布置盘根密封结构很好的解决了多升液管系统与模具模板平行密封问题，防止因漏气造成的铸件产品缺陷。
32.尤其是，为了保证熔池炉内的温度能满足工件充型的需求，本发明的炉盖内壁上开有多个安装槽，安装槽内装有辐射型的加热棒10，通过两侧电极通电后，加热棒升温并对铝水辐射加热，保证铝水温度。
33.在低压铸造生产中，熔池保温炉内的炉温温度和均匀性对于铸件的质量非常关键，由于本发明是采用24个升液管口的多升液系统，因而在升液管和加热棒的布局上需要进行全新的设计，既要考虑炉温均匀性又要考虑多升液管之间的布局，提高炉盖的通用性。
34.下面对本发明熔池保温炉的温控系统的设计思路和具体实现手段做进一步说明。
35.首先，从本发明所用的熔池保温炉炉体形状，炉盖上的升液管以及加热棒设计布局方式、加热功率，以及炉体内衬的保温性能等多方面进行研究分析；研究发现由于本发明所用炉体为长方体形状，铝水的散热方向是侧方四个炉壁和下方的炉底，所以铝水温度场的总体趋势是炉体中央位置的铝水温度高于炉体边缘，同时由于辐射型的加热棒是安装在炉盖上，对铝水进行辐射加热，因而上方的铝水温度高于下方。
36.针对上述温度场特点，在本发明的一种实施方式中，炉盖上的多升液管口排布方式为每排4个，共6排，总计24个升液管接口，升液管接口在炉盖上均匀分布，辐射型的加热棒分布在多升液管相邻两排之间，共7根。
37.为了能准确实时监控炉水温度，在炉体上设置热电偶实时监控温度，考虑到整体低压铸造设备的结构，为了不对生产过程造成过多影响，因而在炉壁的宽度方向上，背对炉门的一侧炉壁（因炉门处无法设置热电偶）的上方和下方分别设置一上一下两个热电偶，在炉体的长度方向上的两个炉壁，在炉壁上方和下方分别设置两上两下4个热电偶，整个炉体
上热电偶的数量为10个。
38.炉体宽度方向上，上方的热电偶温度记为，对应的下方热电偶温度记为,长度方向上，上方的四个热电偶温度分别记为，，，。对应的下方热电偶温度分别记为，，，。
39.加热棒的从边缘到中央的功率分别记为，，，，，，,因为炉体大致为对称的结构，在正常情况下，和的加热功率相同，和的加热功率相同，和的加热功率相同，在不进行额外调控的正常加热下，各加热棒维持恒定的加热功率，经过温度场计算和仿真分析等手段后确定，能够保证铝水从中央到边缘的温度相对稳定的功率设定方式为，以最中央的加热棒加热功率作为基准功率，正常情况下为加热功率比为：：：=1.31:1.22:1.15:1；通过上述方式，对炉体边缘的铝液施加更大的加热功率，以保证炉内温度的均匀性。
40.在实时监控的过程中，热电偶将测得的温度值实时传输给控制系统，控制系统如果发现炉内温度异常，采用如下的方式进行调控：取上方5个热电偶的实时温度值，，，，并计算平均值得到上方实时平均温度值，取下方5个热电偶的实时温度值，，，，并计算平均值得到下方实时平均温度值。
41.设定关于上方平均温度的第一阈值，关于下方平均温度的第二阈值，关于上方平均温度值与下方温度值之差的第三阈值。
42.当上方实时平均温度值小于第一阈值，即；且下方实时平均温度值小于第二阈值，即；且上方平均温度值与下方温度值之差小于第三阈值，即时，触发调控条件。
43.具体调控手段为提升边缘两根加热棒的功率，，将调控后的功率分别记为，，具体为,，直到上方实时平均温度值小于第一阈值，即，或下方实时平均温度值大于第二阈值，即，或上方平均温度值与下方温度值之差大于第三阈值，即，结束调控，之后会通过传导过程实现温度平衡。
44.在一种优选的实施方式中，保温炉通过炉体进气机构给炉子进行加压通气；具体为所述的熔池炉炉体两侧设置加热箱，并配置加压进气结构，气体通过多根加热棒的接线电极，因而气体可以降低接线电极的温度，提高其使用寿命，并且加热气体温度能够减少因
进气造成的多升液管温度不均影响铸造工艺的问题。
45.所述的熔池炉炉盖结构配有炉门，加铝水的过程中炉盖上升液管无需拆除，减少急冷急热情况的出现，有效的提高升液管使用寿命，降低生产成本。
46.保温炉通过炉门8进行加注铝水及清理残留铝水，加注和清理铝水通过炉门打开，其中配有倾转装置9倾转将铝水放置在炉门侧，通过炉体升倾转装置保证清理残留铝水顺畅。
47.该带有连续熔池保温炉的低压铸造设备特别适用于铸造生产大尺寸铝合金副车架、新能源汽车电池箱体等大型铝合金零部件。
48.以上申请的仅为本技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本技术的保护范围。