具体实施方式

除非另有定义，本发明中所使用的所有科学和技术术语具有与本发明涉及技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除特殊说明外，本发明所用的技术手段均为本领域已有的技术手段。

试验例1-4

上游厂家提供的铝锭有25Kg、35Kg两种规格，对此我们进行了比较优化试验。

每块为25Kg的铝锭置于熔炼炉一侧，操作人员在操作平台上点启动按钮后机器人识别铝锭后，自动抓取放入熔炼炉内，加入铝锭后，自动控制程序自动进入下一个程序，熔炼炉升温，温度至670～720℃，铝锭全部熔为液体。第一炉第一次加入1.5吨，需要约四个小时的熔炼时间。第一次(初次开车)因为全部是固态铝锭，全部熔炼需要4h，倾倒出500Kg铝液后再加入500Kg铝锭后基本一个小时就全部熔炼完成，每小时液体铝产量为500Kg/h，每小时往保温炉倾倒500Kg铝液，此时熔炼炉剩下1000Kg的液体铝，再投入500Kg铝锭继续熔炼。

试验例1第一炉加入25Kg/块铝锭，加入1.5吨，温度设定值为680℃、熔炼功率140KW，熔炼时间为3.5h全部熔炼完成。往保温炉中倾倒0.5吨铝液后继续加入0.5吨铝锭，熔炼功率135KW，熔炼时间为55分钟。

试验例2第一炉加入35Kg/块铝锭，加入1.5吨，初始熔炼功率148KW，熔炼时间为4h，温度设定值为680℃，全部熔炼完成。倾倒0.5吨铝液后继续加入0.5吨铝锭，熔炼功率143KW，熔炼时间为64分钟。

比较试验例1和试验例2，确定用25公斤铝锭比用35公斤的铝锭熔炼得更快、能耗更低。

试验例3在运行过程中加入500Kg、每块25Kg铝锭，熔炼温度设定值为680℃，运行中熔炼功率141KW，熔炼完成的熔炼时间为61分钟。

试验例4运行过程中加入500Kg，每块25Kg铝锭后，熔炼温度设定值为720℃、运行中熔炼功率141KW，熔炼完成的熔炼时间为58分钟。

通过以上试验比较，确定了铝锭用25kg规格。若熔炼温度设定为720℃、熔炼功率141KW，此熔炼工艺下虽然可节约3min/次左右的时间，但是电能耗基本一样，而且温度高导致后续冷却系统压力会增大，因此熔炼炉温度优选设定为680℃。

试验例5

在铝锭用25kg规格，熔炼温度设定为720℃、熔炼功率141KW的工艺条件下，熔炼的总需要时间约为3～4小时。

催化剂(锡汞合金)加入熔炼炉里，再倾倒至保温炉中备于浇铸。但催化剂的加入量比理论值(1‰)较多，约需1.1‰；且制得的铝合金与水的反应速度较慢：30g铝块与水反应完全的时间约为3h。

考虑熔炼炉中加入催化剂后倒入保温炉再进行浇铸需要1-3h，因此催化剂加入位置改为保温炉，铝液中加入催化剂后基本1h内浇铸完成。将产物进行水解反应实验：30g铝块与水反应完全的时间约为2.5h。

通过本试验例的比较，优选在保温炉内投加催化剂，催化剂的加入量减少至1‰，节约了成本、提高了生产运行的时间价值。

试验例6

气动锤击装置一般包括锤头和气缸，气缸的缸筒上下移动带动锤头击打模具盘。

参见图2和图3，本试验例气动锤击装置包括圆柱体形状的锤头164、气缸163、打料臂；气缸的缸筒上下移动带动打料臂上下移动、击打模具盘131的底部；

模具盘13的底部安装有链条输送机构，模具盘13与铝块收集槽15相对的一端设置有齿轮，所述齿轮带动链条排移动；

所述气缸的开关由接近开关控制，所述接近开关与所述齿轮配合安装；当接近开关位于两个齿的孔隙时通电，气缸驱动锤头锤击模具盘，当接近开关接触到齿时断开，气缸泄压、锤头收回。

圆柱体形状的锤头164敲打在模具盘底部中间位置，但圆柱体提供的敲打力度反而分散，模具盘两头铝块有粘连情况，且气动敲打装置位于底部不便于检修。

试验例7

本试验例使用的锤头164为圆柱体、用圆柱体的头部敲打模具盘的一头，气缸的控制同试验例6。敲打时模具盘另一头的铝块有粘连不易脱模。

试验例8

参见图4，将气动锤击装置增加了一个对称设置的锤头，锤头164为圆柱体、用圆柱体的头部敲打模具盘的两头，气缸163的控制采用三通电磁阀。参见图1，锤头头部敲打的是模具盘向下斜、约与水平面成45～90度的位置。这样，气动敲打装置位于出料一端的对面，容易安装和检修。

将模具盘两头同时锤击，铝块脱落效果良好，不再发生粘连等问题。利用气动锤击装置，压缩空气通过三通电磁阀161进入气缸，气缸顶出锤头，锤击后压缩空气通过三通电磁阀另一端放出后气缸泄压锤头收回。三通电磁阀开关频率与模具盘输送速度相匹配。

实施例1

参见图1，一种铝液浇铸系统，包括熔炼炉3、保温炉9、机器人4、浇铸设备、铝块成型模具13，所述熔炼炉3用于将铝锭2熔融为铝液，所述保温炉9连接于所述熔炼炉3，在保温炉9上方设置有催化剂投入装置8，保温炉设置有铝液除气机7和氮气管路，对保温炉进行气体保护；所述保温炉的边缘设置有铝液溜槽10，所述铝液溜槽10连接所述浇铸设备，所述浇铸设备连接铝块成型模具13；具体本实施例中，浇铸设备包括铝液缓冲斗11、铝液分配器12。铝液分配器12开有一列出口。铝液缓冲斗将铝液加入至分配器，分配器浇出一列铝块，一列有4个铝块。一个熔炼炉连接有2个保温炉。

所述机器人4(ABB产品)设置有机器人投料臂6、机器人扒渣手臂5、红外探测传感器，用于金属铝的投料、以及对保温炉里的铝液扒渣；

所述模具有多个，排列在模具盘131上，所述模具盘用链条输送机构输送，在出料的一端14向下卷绕(在出料的一端链条在齿轮上卷绕)，使模具逐渐倾斜直至开口朝下；在模具盘131出料的一端处设置有气动锤击装置16和铝块收集槽15，所述气动锤击装置16锤击所述模具盘并使模具内铝块倒入铝块收集槽15。铝块收集槽15包括四方锥形的缓冲斗151，缓冲斗顶部是用电动执行机构153控制的鄂式阀152；缓冲斗下方是收集槽154，在收集槽154底部设有称重仪155(参见图5)。

其中，所述浇铸设备、模具流水线、气动锤击装置16和铝块收集槽15均布设置在气密的铝液浇铸厂房17内；用于控制浇铸操作的操作台1设在所述厂房的外面，所述操作台包括PC机(电脑)和PLC控制系统，实现实时浇铸线曲线、熔液温度曲线的记录及保存、报警信息记录提示、维护保养内容的提示及记录，所述PLC控制系统具备Prof i NET总线数据网络端口。

所述熔炼炉、保温炉、厂房均设置有温度、压力的检测及报警元件，所述的检测及报警元件、机器人均通讯连接所述的操作台；氮气风机和真空泵具有故障、运行状态远传信号，可远传启停。所述操作台对铝液浇铸系统的所有设备的动作进行联锁控制，系统具有过载、过压、过流、短路等完善的安全保护装置和功能，同时有完善的报警功能。

铝液浇铸厂房17设置有氮气保护系统，所述氮气保护系统包括氮气冷凝机20、氮气缓冲罐、制氮机；所述制氮机连接所述的氮气缓冲罐，所述氮气缓冲罐通过进气管道、进气风机18将氮气输送进厂房；厂房通过出气管道和真空泵19将厂房内气体输送至氮气冷凝机20。所述氮气冷凝机通过循环管道将冷凝后的氮气输送回厂房。本实施例中，循环管道和进气管道在厂房的同一侧。

本系统的PC机(电脑)端实现实时浇铸线曲线、熔液温度曲线的记录及保存、报警信息记录提示、维护保养内容的提示及记录，具备的Prof i NET总线数据网络端口提供如下信息：熔炼炉、保温炉、熔炼房间具有温度压力的检测及报警，氮气风机和真空泵具有故障、运行状态远传信号，可远传启停。

本实施例中，对于熔炼炉每小时0.5吨的投料速度，所述模具的行进长度为5米。

本实施例中，所述气动锤击装置包括2个对称布置的锤头164、2个气缸163和压缩空气管路162，所述压缩空气管路162连接有两个支路，每个支路上顺序连接一个气缸和一个锤头；气缸带动所述锤头锤击模具盘的两端。所述模具盘131的底部安装有链条输送机构，链条输送机构与铝块收集槽15相对的一端设置有齿轮，所述齿轮带动链条移动；

在压缩空气管路162上设置有三通电磁阀161，所述三通电磁阀161由接近开关控制，所述接近开关设置与所述齿轮配合安装；当接近开关位于两个齿的孔隙时通电，三通阀向气缸进气驱动锤头锤击模具盘，当接近开关接触到齿时断开，从三通阀的另一个通道(图4中三通阀的朝上的通道)泄压使锤头收回。参见图1，锤头164头部敲打的是模具盘向下斜、约与水平面70度的位置。

实施例2

使用实施例1铝液浇铸系统的一种铝液浇铸方法，包括操作：

1、送料车将铝锭送之机器人抓取范围内。操作台点系统启动按钮。系统开始动作：

(1)启动制氮系统。

(2)熔化炉氮气阀门打开，浇铸间的氮气阀门打开。

(3)浇铸间抽真空风机进行抽真空、氮气送风机启动。

(4)保温炉打开氮气、升温吹扫等待。

2、机器人将铝锭投放到熔化炉内，达到设定值。初次开车加入数量为60块，平时运行一次加入20块的25Kg的铝块，熔化炉进入升温加热程序，当加热至设定值680℃后，加热功率恒定20分钟后，确定全部熔炼完成。系统工作进入下一个程序。

3、保温炉顶盖打开，熔炼炉将铝水熔炼完成后的铝液倒入保温炉，达到保温炉设定液位后熔炼炉停止倾倒，熔炼炉继续加铝锭500Kg,进行升温熔炼。除气机移动到制定位置，开始对保温炉除气，同时自动添加催化剂，搅拌20分钟。

4、机器人通过视觉识别自动将浮在铝水表面的渣子进行清理，倒在废渣池内；机器人给予扒渣完成信号后保温炉炉盖自动盖上，此时一直保持吹氮气保护；

5、保温炉浇嘴阀门打开，采用倾转方式将铝液随注入到陶瓷溜槽内，铝水通过溜槽滴到缓存斗；

6、模具输送装置启动，模具电加热装置开始加热模具，预热到180℃左右。

7、进行铝水浇铸程序；自动捶打、倾倒的方式收集成品。

8、在铝块收集槽底部设有自动称重功能(参见图5)，当重量达到设定温度时，缓冲装置关闭，装满的收集斗移走，预备料斗移动到收集位置，缓冲装置打开，实现了连续浇铸。实施例3

使用实施例1铝液浇铸系统的一种铝液浇铸方法，基本步骤同实施例2，以下为本实施例的部分工艺参数：

将每块为25Kg的铝锭置于熔炼炉一侧，通过操作台启动机器人自动抓取铝锭放入熔炼炉。

初始运行时将25Kg/块铝锭加入1.5吨，熔炼时间为3.3h，全部熔炼完成。后续投料过程中每次加入500Kg，熔炼温度设定值为680℃、熔炼功率141KW。熔炼时间为58分钟。

一次加入20块即500Kg后，自动控制程序自动进入下一个程序，熔炼炉升温，温度至680℃，铝锭全部熔为液体；

铝锭完全熔融为铝液后转入保温炉，启动铝液除气机进行除气、铝液除气机停止运行后进入下个程序即自动添加催化剂、然后机器人红外扫射铝液表面，识别铝液表面渣子后进行扒渣、倒入废渣池内；

铝液用浇铸设备在模具中浇铸为铝块，浇铸前的铝液温度为680～695℃，模具盘用链条输送机构输送至出料的一端，在输送的过程中铝块冷却。

在铝液浇铸过程中，通过氮气冷凝机的运行，将厂房排出的氮气温度从50℃左右降至26℃；本实施例模具的传送距离5m，传送速度调至0.2m/s时，铝块进入脱模机构时温度可达240℃，脱模效果良好。

实施例4

本实施例提供一种铝液浇铸系统，包括熔炼炉3、保温炉9、机器人4、浇铸设备、铝块成型模具13，所述熔炼炉3用于将铝锭2熔融为铝液，所述保温炉9连接于所述熔炼炉3，在保温炉9上方设置有催化剂投入装置8，保温炉设置有铝液除气机7和氮气管路，对保温炉进行气体保护；在保温炉的边缘设置有铝液溜槽10，所述铝液溜槽10连接所述浇铸设备，所述浇铸设备连接铝块成型模具13；具体本实施例中，浇铸设备包括铝液缓冲斗11、铝液分配器12。铝液分配器12开有一列出口。铝液缓冲斗将铝液加入至分配器，分配器浇出一列铝块。一列有6个铝块。一个熔炼炉连接有1个保温炉。

所述机器人4设置有机器人投料臂6、机器人扒渣手臂5、红外探测传感器，用于金属铝的投料、以及对保温炉里的铝液扒渣；

所述模具6个一列排列在模具盘131上，所述模具盘用链条输送机构输送，在出料的一端14向下卷绕(在出料的一端链条在齿轮上卷绕)，使模具逐渐倾斜直至开口朝下；在模具盘131出料的一端处设置有气动锤击装置16和铝块收集槽15，所述气动锤击装置16锤击所述模具盘并使模具内铝块倒入铝块收集槽。本实施例中，模具盘在出料的一端14向下卷绕；锤头头部敲打的是模具盘向下斜、约与水平面成90度的位置。所述气动锤击装置的控制同实施例1。

其中，所述浇铸设备、模具流水线、气动锤击装置和铝块收集槽均布设置在可密闭的铝液浇铸厂房17内；用于控制浇铸操作的操作台1设在所述厂房的外面，所述操作台包括PC机(电脑)和PLC控制系统，实现实时浇铸线曲线、熔液温度曲线的记录及保存、报警信息记录提示、维护保养内容的提示及记录，LC控制系统具备Prof i NET总线数据网络端口。

所述熔炼炉、保温炉、厂房均设置有温度、压力的检测及报警元件，所述的检测及报警元件、机器人均通讯连接所述的操作台；氮气风机和真空泵具有故障、运行状态远传信号，可远传启停。所述操作台对铝液浇铸系统的所有设备的动作进行联锁控制，系统具有过载、过压、过流、短路等完善的安全保护装置和功能，同时有完善的报警功能。

铝液浇铸厂房设置有氮气保护系统，所述氮气保护系统包括氮气冷凝机20、氮气缓冲罐、制氮机；所述制氮机连接所述的氮气缓冲罐，所述氮气缓冲罐通过进气管道、进气风机18将氮气输送进厂房；厂房通过出气管道和真空泵19将室内气体输送至氮气冷凝机20。所述氮气冷凝机通过循环管道将冷凝后的氮气输送回厂房。本实施例中，循环管道和进气管道在厂房相对的两侧。

本实施例中，所述模具的行进长度为6米。

实施例5

使用实施例4的铝液浇铸系统的一种铝液浇铸方法，包括操作：

将每块为25Kg的铝锭置于熔炼炉一侧，通过操作台启动机器人自动抓取铝锭放入熔炼炉

初始运行时将25Kg/块铝锭加入1.5吨，温度设定值为680℃、熔炼功率140KW，熔炼时间为3.5h全部熔炼完成。往保温炉中倾倒完0.5吨后继续加入0.5吨铝锭，熔炼功率135KW，熔炼时间为55分钟。

一次加入20块即500Kg后，自动控制程序自动进入下一个程序，熔炼炉升温，温度至680℃，至铝锭全部熔为液体；

铝锭完全熔融为铝液后转入保温炉，启动铝液除气机进行除气、铝液除气机停止运行后进入下个程序即自动添加催化剂、然后机器人红外扫射铝液表面，识别铝液表面渣子后进行扒渣、倒入废渣池内；

铝液用浇铸设备在模具中浇铸为铝块，所述模具盘用链条输送机构输送至出料的一端，在输送的过程中铝块冷却。

在铝液浇铸过程中，通过氮气冷凝机的运行，将厂房排出的氮气温度从50℃左右降至25℃；浇铸前的铝液温度为680-695℃，传送速度调至0.24m/s时，铝块进入脱模机构时温度可达240℃，脱模效果良好。

虽然，以上通过实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员应了解，在不偏离本发明精神和实质的前提下，对本发明所做的改进、替换和变型，均应属于本发明的保护范围内。