真空連鑄爐簡介 

1 用途

50 公斤真(zhen)(zhen)空下(xia)連鑄爐(lu)是(shi)在真(zhen)(zhen)空條(tiao)件下(xia)利用(yong)中(zhong)頻感應加熱原理進(jin)行(xing)熔化金(jin)(jin)屬、并用(yong)一套引錠機構拉(la)鑄金(jin)(jin)屬的現代化設備。它能(neng)嚴格控(kong)制溫度(du)和合金(jin)(jin)成份，具有(you)一定的電磁攪拌(ban)和強大的真(zhen)(zhen)空脫氣(qi)能(neng)力，可用(yong)于高(gao)級精(jing)密合金(jin)(jin)、高(gao)純(chun)度(du)金(jin)(jin)屬在真(zhen)(zhen)空條(tiao)件下(xia)或充惰性氣(qi)體情況下(xia)進(jin)行(xing)熔煉和拉(la)鑄。

如果選用石墨坩堝(guo)或者用石墨摻(chan)耐火粘土的(de)坩堝(guo)，便可(ke)以通過間(jian)接(jie)的(de)加熱方(fang)法(fa)熔化低電阻的(de)金屬(shu)及其合金，例如：金、銀、銅(tong)、鋁、青銅(tong)等。

2 主要參數

2.1 設備總功率： 115 kW

2.2 電源電壓(ya)： 380 V

2.3 電源頻率： 50 Hz

2.4 額(e)定容量： 50 kg（以鋼計）

2.5 中頻額定功(gong)率： 100 kW

2.6 中頻額定電壓： 375 / 250 V

2.7 中頻額定頻率： 2 ~ 2.5 kHz

2.8 額定溫(wen)度： 1700℃

2.9 熔化率 (1600℃ )： 約 50 kg / h

2.10 極(ji)限(xian)真(zhen)空(kong)度： 0.66Pa

2.11 工作真空度： 6.6Pa

2.12 壓升率： 0.13Pa/ min

2.13 熔(rong)室(shi)有效(xiao)抽速： 300 L / S

2.14 電耗(hao)： 115 kWh / t

2.15 耗水量： 6 m3/h

2.16 總(zong)重量： 3.5 t (計(ji)算值)

3 熔煉工作原理

50 公斤真空(kong)下連鑄爐是利用(yong)中頻電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)石(shi)(shi)墨間接加(jia)熱(re)(re)原理進行加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)真空(kong)熔(rong)煉設備，爐體(ti)內(nei)部設有一只螺旋型管式線圈，當(dang)線圈通以中頻電(dian)流(liu)時，則(ze)產生(sheng)交變磁(ci)場(chang)，石(shi)(shi)墨在磁(ci)場(chang)作用(yong)下，感(gan)應(ying)出電(dian)勢，產生(sheng)環形電(dian)流(liu)，這種電(dian)流(liu)在本身的(de)(de)磁(ci)場(chang)作用(yong)下集中在石(shi)(shi)墨的(de)(de)外(wai)層(ceng)（即所謂的(de)(de)趨(qu)膚(fu)效應(ying)），使外(wai)層(ceng)石(shi)(shi)墨具有很(hen)高的(de)(de)電(dian)流(liu)密度，從(cong)而(er)產生(sheng)集中而(er)強大(da)的(de)(de)熱(re)(re)效應(ying),石(shi)(shi)墨坩堝達到一定溫度金屬爐料(liao)自然會被間接加(jia)熱(re)(re)并(bing)熔(rong)化。

熔化后的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬溶液由(you)坩堝下部的(de)(de)(de)(de)導流(liu)管流(liu)出(chu)，在流(liu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)過程中通過水冷結晶器逐漸的(de)(de)(de)(de)固化；由(you)于結晶器的(de)(de)(de)(de)吸熱作用，使金(jin)(jin)屬液柱急劇冷卻從(cong)而使金(jin)(jin)屬晶粒按一定的(de)(de)(de)(de)形狀排(pai)列，由(you)引出(chu)機(ji)構引出(chu)，從(cong)而連(lian)續得到特(te)制(zhi)形狀的(de)(de)(de)(de)棒料或板料。

4 結構性能和優點

4.1 優(you)點(dian)：50 公(gong)斤真(zhen)空下連鑄爐具有下列優(you)點(dian)

4.1.1 采用立式爐(lu)體，裝料方便(bian)，爐(lu)蓋是三圓(yuan)弧形的，容易清掃(sao)；爐(lu)蓋和(he)爐(lu)體是用提升機構連接，開啟(qi)方便(bian)，由于設計(ji)有止口，密封圈不易遭受(shou)破損和(he)受(shou)熱的影響；爐(lu)體、爐(lu)蓋為水冷(leng)結構。

4.1.2 設(she)有(you)放氣閥（進氣閥），可以通(tong)入惰性氣體或化學氣體，對熔(rong)化的金(jin)屬進行保護，以免氧化。

4.1.3 具(ju)有一定自攪拌性能(neng)，使熔化合金(jin)均(jun)勻而(er)不產生偏(pian)析，而(er)且還(huan)能(neng)加快脫氣(qi)速(su)度，使熔煉的合金(jin)均(jun)勻，氣(qi)體(ti)含(han)量少。

4.1.4 效率高、升溫快，在(zai)用(yong)石墨坩(gan)堝條件下，全部熔化鋼的時(shi)間約(yue) 30—50 分鐘（由工藝條件決(jue)定）。

4.1.5 準確(que)性高(gao)：控(kong)制熔化(hua)的(de)(de)時間(jian)、溫度、成分(fen)很準確(que)，使其工作具有高(gao)度的(de)(de)準確(que)性和可(ke)操作性。

4.1.6 適用(yong)范圍(wei)廣：對(dui)鐵基、鎳基及(ji)其有色(se)金屬(shu)都(dou)能達到冶煉的要求。

4.1.7 使用方便：勞動條件好(hao)、備有成(cheng)套的(de)電源(yuan)，爐體及附(fu)件等，可以隨時(shi)進行熔(rong)(rong)煉。熔(rong)(rong)化有毒(du)性的(de)金屬時(shi)，可以通過(guo)真空機組，把毒(du)氣排除到室外，進行無公害處(chu)理(li)。

4.1.8 真空(kong)機組抽氣(qi)時間短：從大(da)氣(qi)到 6.6×10 -1帕(pa)范圍內，具有較大(da)的抽氣(qi)能力并能保持一個穩(wen)定的極(ji)限真空(kong)。

4.1.9 安全可靠：如中頻電(dian)源過載，感應(ying)線圈、中頻電(dian)纜、電(dian)容器、可控硅電(dian)源等(deng)斷水，都有(you)保(bao)護裝置。

綜合(he)上述(shu)情況 50 公斤真(zhen)空(kong)下連(lian)鑄爐，無論在(zai)使用上，生產效率上已及技(ji)術上都(dou)能滿足一般常(chang)規的(de)真(zhen)空(kong)熔煉要(yao)求。

4.2 結構特征：

4.2.1 爐體(ti)（即熔室）：

50 公斤真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)下連鑄爐(lu)的(de)熔(rong)(rong)室(shi)是一只雙(shuang)層(ceng)壁(bi)的(de)立(li)式容器，內徑為(wei) 80 厘米，圓柱體的(de)高度(du)為(wei)85厘米，真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)熔(rong)(rong)室(shi)的(de)實(shi)際有(you)(you)效高度(du)為(wei) 110 厘米。爐(lu)蓋也是雙(shuang)層(ceng)壁(bi)的(de)，雙(shuang)層(ceng)壁(bi)之間(jian)通(tong)入(ru)冷卻水。真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)熔(rong)(rong)室(shi)的(de)內壁(bi)，都經過(guo)(guo)仔細的(de)拋(pao)光(guang)，表(biao)面(mian)光(guang)滑(hua)，沒(mei)有(you)(you)尖角(jiao)和突棱(leng)的(de)存在(zai)，因(yin)此只要(yao)用(yong)簡單的(de)機械清潔方(fang)法，即可以除(chu)去(qu)在(zai)熔(rong)(rong)室(shi)內因(yin)熔(rong)(rong)煉過(guo)(guo)程中氣化(hua)而產生的(de)金屬(shu)揮發(fa)物和臟(zang)物。這樣既有(you)(you)利于縮短抽(chou)氣時(shi)間(jian)，又可獲得一個良(liang)好的(de)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)極限(xian)。

4.2.2 操作臺：

真空(kong)熔室安(an)裝在一個堅固(gu)的(de)槽鋼操作(zuo)臺上。它(ta)是工(gong)作(zuo)人員工(gong)作(zuo)和操作(zuo)設備的(de)場所。

4.2.3 加料：

為了(le)在(zai)真空熔煉過(guo)程中(zhong)添加(jia)(jia)(jia)各種元素或二次加(jia)(jia)(jia)料，因此在(zai)爐蓋上裝有(you)特(te)制的加(jia)(jia)(jia)料裝置，加(jia)(jia)(jia)料裝置與熔煉室(shi)之間有(you)一(yi)個(ge)隔離閥；它可(ke)在(zai)工藝允許的情況下連續對爐內加(jia)(jia)(jia)料。操作方式(shi)(shi)有(you)二種：手動(dong)(dong)方式(shi)(shi)和自動(dong)(dong)方式(shi)(shi)（由用戶(hu)選擇）。

4.2.4 感應(ying)線圈(quan)：

感應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)是(shi)(shi)(shi)一(yi)種矩形(xing)紫銅管(guan)制成(cheng)的(de)，匝與(yu)匝間有(you) 4—5 毫米(mi)的(de)間隙，通(tong)過他們外(wai)圍(wei)的(de)絕緣(yuan)板(ban)來固定位置，感應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)和(he)進出電極間的(de)連接(jie)(jie)是(shi)(shi)(shi)用螺母來連接(jie)(jie)的(de)，拆卸方便，既能(neng)保證(zheng)良好的(de)導電，又能(neng)保證(zheng)可(ke)(ke)靠的(de)真空密封(feng)。線(xian)圈(quan)(quan)(quan)內放(fang)有(you)一(yi)個坩堝(guo)(guo)，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)與(yu)坩堝(guo)(guo)之間要有(you) 1—2 毫米(mi)厚的(de)玻璃(li)絲布(bu)以(yi)免(mian)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)碰著導電性坩堝(guo)(guo)造成(cheng)短路(lu)，另外(wai)也防(fang)止線(xian)圈(quan)(quan)(quan)直接(jie)(jie)受坩堝(guo)(guo)的(de)熱輻(fu)射，在線(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)底部焊有(you)四塊支(zhi)承(cheng)板(ban)，是(shi)(shi)(shi)用來支(zhi)托坩堝(guo)(guo)的(de)。如(ru)果使用的(de)是(shi)(shi)(shi)導電性坩堝(guo)(guo)，如(ru)石(shi)墨坩堝(guo)(guo)，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)不應(ying)直接(jie)(jie)與(yu)坩堝(guo)(guo)接(jie)(jie)觸，在接(jie)(jie)觸處應(ying)墊上耐高溫的(de)絕緣(yuan)墊。最 大(da)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)電壓是(shi)(shi)(shi) 250 伏左右，在特(te)殊情況下，還要低些。以(yi)免(mian)引(yin)起真空放(fang)電，尤其在熔融(rong)金屬有(you)快速的(de)氣化(hua)傾向(xiang)時，更容(rong)易(yi)發生放(fang)電現(xian)象。為防(fang)止放(fang)電可(ke)(ke)在線(xian)圈(quan)(quan)(quan)上涂高溫絕緣(yuan)漆(qi)和(he)塑性氧化(hua)鋁(lv)。

4.2.5 水(shui)冷電極：

水冷(leng)電(dian)(dian)極(ji)(ji)具有導電(dian)(dian)通(tong)(tong)水的(de)雙重(zhong)任務，在爐(lu)子(zi)的(de)外面，電(dian)(dian)流是(shi)從中頻電(dian)(dian)源設備沿著水冷(leng)銅排(pai)(pai)傳導來的(de)。銅排(pai)(pai)接到水冷(leng)銅電(dian)(dian)極(ji)(ji)上，銅電(dian)(dian)極(ji)(ji)通(tong)(tong)入真空熔室，把電(dian)(dian)流和冷(leng)卻(que)水帶給感應線圈(quan)。

4.2.6 坩堝：

當坩(gan)堝(guo)(guo)用在真空中去熔融金(jin)屬時,用戶(hu)可以根據金(jin)屬的性(xing)質自己選擇制造坩(gan)堝(guo)(guo)的材料和(he)工(gong)藝，但坩(gan)堝(guo)(guo)的尺寸應符(fu)合設計圖紙的要求。

4.2.7 連鑄機構：

連(lian)鑄機(ji)構應客戶(hu)要求制定。由結(jie)晶(jing)器(qi)，牽(qian)引小車，道軌(gui)等組成，牽(qian)引對輪(lun)由一臺力(li)矩電機(ji)驅動(dong)，能夠滿(man)足(zu)恒力(li)矩寬調速的(de)使用要求。牽(qian)引小車道軌(gui)在爐體底下與操作臺相連(lian)，拆卸(xie)方便。

4.2.8 真(zhen)空機(ji)組：

為(wei)了(le)能在整個熔煉(lian)過程中，有良好的工作真空度及真空抽速，故本設備選用(yong) ZJ—300羅茨泵(beng)一臺(tai)和(he) 2X—70 機械泵(beng)一臺(tai)。閥(fa)門為(wei)氣(qi)動電(dian)磁控制，操作方便可靠。有充、放氣(qi)閥(fa)，氣(qi)源用(yong)戶自備。

4.2.9 真空測量：

建(jian)議使用 ZDO--I 熱偶真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)計，表頭(tou)刻(ke)度熱偶是由 13 到 1.3×10 -1Pa，隨電(dian)爐附帶熱偶真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)規 1 個。爐蓋(gai)上裝有 0.1MPa—133Pa 的負壓壓力表，以觀(guan)察爐內真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)或保護氣體的壓力。

4.2.10 視(shi)察裝置(zhi)：

在(zai)爐蓋上有(you)一個視察(cha)窗，可(ke)以視察(cha)熔(rong)室內(nei)的熔(rong)煉情況(kuang)。它(ta)有(you)四組耐(nai)熱石英玻(bo)璃。用來(lai)保護視察(cha)窗上的視察(cha)玻(bo)璃，不受(shou)到金屬蒸(zheng)氣的污染。只有(you)在(zai)觀察(cha)的瞬間內(nei)才能暫時(shi)移開擋(dang)熱板。擋(dang)熱板由一個手柄操(cao)作，玻(bo)璃損壞時(shi)，可(ke)以很方便(bian)的調換(huan)。

4.2.11 冷卻系(xi)統：

它是用來提(ti)供爐體(ti)、電(dian)源、感應器和水冷結晶器的(de)用水的(de)。進(jin)水管上有(you)電(dian)接點壓力(li)表用于監(jian)示(shi)水的(de)壓力(li)。

4.2.12 溫度測量：

因為(wei)溫(wen)度(du)對連(lian)鑄工藝有著直接(jie)的影響，所以(yi)在溫(wen)度(du)測(ce)(ce)量(liang)上(shang)要求比較嚴格。本設備(bei)主要的測(ce)(ce)溫(wen)處(chu)為(wei)金屬(shu)(shu)溶液溫(wen)度(du)、金屬(shu)(shu)出口處(chu)溫(wen)度(du)和(he)通過(guo)水冷結晶器(qi)處(chu)金屬(shu)(shu)溫(wen)度(du)。一般采用接(jie)觸式（熱電偶(ou)測(ce)(ce)溫(wen)）測(ce)(ce)溫(wen)，也可以(yi)使(shi)用光學測(ce)(ce)溫(wen)或紅外(wai)輻射溫(wen)度(du)計通過(guo)視察窗測(ce)(ce)量(liang)溫(wen)度(du)（用戶(hu)自備(bei)）。測(ce)(ce)溫(wen)方式由用戶(hu)指定。設備(bei)提供測(ce)(ce)溫(wen)裝置和(he)顯示儀表。

4.2.13 控制(zhi)部分：

控(kong)(kong)制(zhi)部分由熔煉電源、真空機(ji)組和牽引機(ji)構幾部分控(kong)(kong)制(zhi)組成。由PLC可編程序控(kong)(kong)制(zhi)器控(kong)(kong)制(zhi)，標準(zhun)配(pei)置(zhi)為(wei)模擬屏(ping)操作（可選配(pei)觸(chu)摸屏(ping)操作）；熔化(hua)功(gong)率大(da)小(xiao)可調控(kong)(kong)并顯示；帶遠(yuan)程通訊端口(kou)（用戶選配(pei)）。

5. 設備組成

50 公斤真空下連鑄(zhu)爐成(cheng)套設備(bei)大(da)件分為(wei)如下四部分

5.1 爐體(ti)附件及真(zhen)空系統。

5.2 引錠機構。

5.3 可控硅(gui)電源系統。

5.4 水冷系統