真空連鑄爐簡介 

1 用途

50 公斤真空(kong)下連鑄爐是在(zai)(zai)真空(kong)條(tiao)件下利(li)用中頻感應(ying)加(jia)熱原理進行(xing)(xing)熔化(hua)(hua)金屬(shu)、并用一(yi)套引(yin)錠機(ji)構拉鑄金屬(shu)的現代化(hua)(hua)設備。它能嚴格(ge)控(kong)制(zhi)溫度和(he)合金成(cheng)份(fen)，具有一(yi)定的電磁(ci)攪拌和(he)強(qiang)大的真空(kong)脫氣(qi)能力，可用于(yu)高級精密合金、高純度金屬(shu)在(zai)(zai)真空(kong)條(tiao)件下或充惰性氣(qi)體情況(kuang)下進行(xing)(xing)熔煉和(he)拉鑄。

如果選用石墨坩堝或者用石墨摻耐(nai)火(huo)粘土的坩堝，便可以(yi)通過間接的加(jia)熱(re)方(fang)法熔化低(di)電阻的金屬(shu)及其合金，例(li)如：金、銀、銅、鋁、青銅等。

2 主要參數

2.1 設(she)備總功(gong)率： 115 kW

2.2 電源(yuan)電壓： 380 V

2.3 電源頻率： 50 Hz

2.4 額(e)定容量： 50 kg（以鋼計(ji)）

2.5 中頻(pin)額定功(gong)率： 100 kW

2.6 中頻額定(ding)電(dian)壓： 375 / 250 V

2.7 中頻額定頻率： 2 ~ 2.5 kHz

2.8 額定溫度： 1700℃

2.9 熔化率 (1600℃ )： 約(yue) 50 kg / h

2.10 極限真空度(du)： 0.66Pa

2.11 工作真空度： 6.6Pa

2.12 壓升(sheng)率(lv)： 0.13Pa/ min

2.13 熔室有效抽速： 300 L / S

2.14 電耗： 115 kWh / t

2.15 耗水量： 6 m3/h

2.16 總(zong)重量(liang)： 3.5 t (計(ji)算(suan)值(zhi))

3 熔煉工作原理

50 公斤真空(kong)下(xia)(xia)連鑄爐是利用中(zhong)頻電(dian)磁感應(ying)(ying)石墨間接(jie)加(jia)(jia)熱原理進行加(jia)(jia)熱的(de)(de)真空(kong)熔(rong)煉設備，爐體內(nei)部設有一只(zhi)螺旋(xuan)型管式線圈，當線圈通以(yi)中(zhong)頻電(dian)流(liu)時，則產(chan)生(sheng)(sheng)交變(bian)磁場，石墨在(zai)(zai)磁場作(zuo)用下(xia)(xia)，感應(ying)(ying)出電(dian)勢(shi)，產(chan)生(sheng)(sheng)環形電(dian)流(liu)，這種電(dian)流(liu)在(zai)(zai)本身(shen)的(de)(de)磁場作(zuo)用下(xia)(xia)集中(zhong)在(zai)(zai)石墨的(de)(de)外層（即所謂的(de)(de)趨(qu)膚效應(ying)(ying)），使外層石墨具有很高的(de)(de)電(dian)流(liu)密度，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)(sheng)集中(zhong)而(er)強大(da)的(de)(de)熱效應(ying)(ying),石墨坩堝達到一定溫度金屬爐料自然會被間接(jie)加(jia)(jia)熱并熔(rong)化。

熔化后的(de)金屬(shu)溶液由(you)(you)坩堝下部的(de)導(dao)流管流出，在流出的(de)過程中通過水冷結(jie)晶(jing)(jing)器逐漸的(de)固(gu)化；由(you)(you)于結(jie)晶(jing)(jing)器的(de)吸(xi)熱作用(yong)，使(shi)金屬(shu)液柱急劇冷卻從(cong)(cong)而使(shi)金屬(shu)晶(jing)(jing)粒按一定的(de)形狀排列(lie)，由(you)(you)引(yin)出機構引(yin)出，從(cong)(cong)而連續得到特制(zhi)形狀的(de)棒料(liao)或板料(liao)。

4 結構性能和優點

4.1 優點：50 公斤真空下連鑄爐具有下列優點

4.1.1 采用立式爐(lu)(lu)體，裝料方便，爐(lu)(lu)蓋是(shi)三圓弧形(xing)的，容易清(qing)掃；爐(lu)(lu)蓋和爐(lu)(lu)體是(shi)用提升機構連接，開啟方便，由(you)于設(she)計有止口(kou)，密(mi)封(feng)圈不(bu)易遭受破損和受熱的影響；爐(lu)(lu)體、爐(lu)(lu)蓋為水冷結構。

4.1.2 設有放氣(qi)閥(fa)（進(jin)氣(qi)閥(fa)），可以(yi)通入(ru)惰性氣(qi)體或化學氣(qi)體，對(dui)熔化的金屬進(jin)行保(bao)護(hu)，以(yi)免(mian)氧化。

4.1.3 具有一定自攪拌性(xing)能，使(shi)熔(rong)化合金均勻而(er)不產生偏析，而(er)且還能加快脫氣速度(du)，使(shi)熔(rong)煉的合金均勻，氣體含量少。

4.1.4 效率(lv)高、升溫快，在(zai)用石墨坩堝條(tiao)件下，全部熔(rong)化鋼的時間約(yue) 30—50 分鐘（由工(gong)藝條(tiao)件決定）。

4.1.5 準確(que)性高(gao)：控制(zhi)熔化(hua)的(de)時間、溫度(du)、成分很準確(que)，使其工作具有高(gao)度(du)的(de)準確(que)性和可操作性。

4.1.6 適用(yong)范圍廣：對鐵基(ji)、鎳(nie)基(ji)及其(qi)有(you)色金屬都能達到冶(ye)煉的要(yao)求(qiu)。

4.1.7 使用方便：勞動條件好(hao)、備有成套的電源(yuan)，爐體及附件等，可以(yi)(yi)隨時進行熔煉。熔化有毒性的金(jin)屬時，可以(yi)(yi)通過真空機(ji)組，把毒氣排(pai)除(chu)到室外，進行無公害處理。

4.1.8 真(zhen)空(kong)機組抽氣時間短：從大氣到(dao) 6.6×10 -1帕范圍內，具(ju)有較大的抽氣能(neng)力并能(neng)保持一個穩定的極限真(zhen)空(kong)。

4.1.9 安全可(ke)靠：如中頻電源(yuan)過載，感應(ying)線(xian)圈、中頻電纜、電容器、可(ke)控硅電源(yuan)等(deng)斷(duan)水，都有(you)保護裝置。

綜(zong)合上(shang)述情況 50 公斤真(zhen)空(kong)下連鑄爐(lu)，無論(lun)在使用上(shang)，生產效率上(shang)已及技術(shu)上(shang)都能滿(man)足(zu)一(yi)般常規的真(zhen)空(kong)熔煉(lian)要求。

4.2 結構特征：

4.2.1 爐體(ti)（即熔(rong)室）：

50 公斤真(zhen)空(kong)下連鑄爐的(de)(de)熔(rong)室是一(yi)只雙層壁的(de)(de)立式容器，內徑為 80 厘(li)(li)米，圓柱體(ti)的(de)(de)高度(du)為85厘(li)(li)米，真(zhen)空(kong)熔(rong)室的(de)(de)實際有效高度(du)為 110 厘(li)(li)米。爐蓋也(ye)是雙層壁的(de)(de)，雙層壁之間(jian)(jian)通入冷(leng)卻水。真(zhen)空(kong)熔(rong)室的(de)(de)內壁，都經過仔細的(de)(de)拋光，表(biao)面光滑，沒有尖角和突棱(leng)的(de)(de)存(cun)在(zai)，因此只要用簡(jian)單(dan)的(de)(de)機械清潔(jie)方法(fa)，即可以除去在(zai)熔(rong)室內因熔(rong)煉過程中(zhong)氣(qi)化而(er)產生的(de)(de)金(jin)屬(shu)揮發物和臟(zang)物。這樣既有利于縮短抽(chou)氣(qi)時間(jian)(jian)，又可獲得一(yi)個良好的(de)(de)真(zhen)空(kong)極限。

4.2.2 操作臺(tai)：

真空熔室安裝在一(yi)個堅(jian)固的(de)槽鋼操作(zuo)(zuo)臺(tai)上。它(ta)是工(gong)作(zuo)(zuo)人(ren)員(yuan)工(gong)作(zuo)(zuo)和操作(zuo)(zuo)設備的(de)場(chang)所。

4.2.3 加料：

為(wei)了(le)在(zai)(zai)真空熔(rong)煉過程中添(tian)加各種元素或二次加料(liao)，因此在(zai)(zai)爐蓋上裝有特(te)制的(de)加料(liao)裝置(zhi)，加料(liao)裝置(zhi)與熔(rong)煉室之間有一個隔離閥；它可在(zai)(zai)工藝允許的(de)情況下連續對爐內加料(liao)。操作方式(shi)有二種：手動方式(shi)和自動方式(shi)（由(you)用戶選擇）。

4.2.4 感應線(xian)圈：

感應線(xian)圈是(shi)一種矩形紫銅管制成的(de)(de)，匝(za)與(yu)匝(za)間有 4—5 毫米的(de)(de)間隙，通過他們外(wai)圍(wei)的(de)(de)絕(jue)緣板來固定位置(zhi)，感應線(xian)圈和(he)進出電(dian)(dian)極間的(de)(de)連接(jie)是(shi)用螺母來連接(jie)的(de)(de)，拆(chai)卸方(fang)便，既能保證良好的(de)(de)導(dao)(dao)電(dian)(dian)，又能保證可靠的(de)(de)真空密封。線(xian)圈內放有一個(ge)坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)，線(xian)圈與(yu)坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)之間要(yao)有 1—2 毫米厚(hou)的(de)(de)玻(bo)璃絲(si)布以(yi)免線(xian)圈碰著導(dao)(dao)電(dian)(dian)性坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)造(zao)成短路，另外(wai)也防止(zhi)線(xian)圈直接(jie)受坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)的(de)(de)熱(re)輻射(she)，在線(xian)圈的(de)(de)底(di)部焊(han)有四塊支承板，是(shi)用來支托坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)的(de)(de)。如果使用的(de)(de)是(shi)導(dao)(dao)電(dian)(dian)性坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)，如石墨(mo)坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)，線(xian)圈不應直接(jie)與(yu)坩(gan)堝(guo)(guo)(guo)接(jie)觸，在接(jie)觸處應墊上(shang)耐(nai)高(gao)溫的(de)(de)絕(jue)緣墊。最 大線(xian)圈電(dian)(dian)壓是(shi) 250 伏(fu)左(zuo)右，在特殊情(qing)況下，還要(yao)低些。以(yi)免引(yin)起真空放電(dian)(dian)，尤(you)其在熔融金屬(shu)有快速的(de)(de)氣化(hua)傾向時，更容易(yi)發生放電(dian)(dian)現(xian)象。為防止(zhi)放電(dian)(dian)可在線(xian)圈上(shang)涂高(gao)溫絕(jue)緣漆和(he)塑性氧化(hua)鋁。

4.2.5 水冷電極(ji)：

水冷電極具有導電通(tong)水的雙重任務，在爐子的外面，電流(liu)是從中頻電源設備沿著水冷銅(tong)(tong)排(pai)傳導來的。銅(tong)(tong)排(pai)接到水冷銅(tong)(tong)電極上(shang)，銅(tong)(tong)電極通(tong)入真(zhen)空熔室，把電流(liu)和冷卻水帶給感應線(xian)圈。

4.2.6 坩堝：

當(dang)坩堝(guo)用(yong)在(zai)真空中去(qu)熔融金(jin)屬時,用(yong)戶(hu)可以根據金(jin)屬的(de)性質自己選擇制造坩堝(guo)的(de)材料和工(gong)藝，但坩堝(guo)的(de)尺寸應(ying)符合(he)設計圖紙的(de)要求。

4.2.7 連(lian)鑄機構：

連鑄機構應客戶要(yao)求(qiu)(qiu)制定。由結晶(jing)器，牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)小車，道(dao)軌等組成，牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)對輪(lun)由一臺力(li)矩(ju)電機驅(qu)動(dong)，能夠(gou)滿足恒力(li)矩(ju)寬調(diao)速的(de)使用要(yao)求(qiu)(qiu)。牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)小車道(dao)軌在爐體底(di)下與操(cao)作臺相連，拆(chai)卸方便。

4.2.8 真空機組：

為(wei)了能在整(zheng)個(ge)熔煉過程(cheng)中，有良好的(de)工作真(zhen)空度及(ji)真(zhen)空抽速，故本設備(bei)選(xuan)用 ZJ—300羅茨泵(beng)一(yi)(yi)臺(tai)和(he) 2X—70 機械(xie)泵(beng)一(yi)(yi)臺(tai)。閥門(men)為(wei)氣動電磁控制，操作方(fang)便可靠。有充、放(fang)氣閥，氣源用戶自備(bei)。

4.2.9 真空測量(liang)：

建議使(shi)用 ZDO--I 熱(re)(re)偶真空計，表頭刻度(du)熱(re)(re)偶是由 13 到 1.3×10 -1Pa，隨電(dian)爐(lu)(lu)附帶熱(re)(re)偶真空規(gui) 1 個。爐(lu)(lu)蓋(gai)上裝有 0.1MPa—133Pa 的負壓壓力(li)表，以觀(guan)察爐(lu)(lu)內真空或保護(hu)氣體的壓力(li)。

4.2.10 視察裝置(zhi)：

在(zai)(zai)爐蓋(gai)上(shang)有(you)(you)(you)一(yi)個視(shi)(shi)察(cha)(cha)窗，可以(yi)視(shi)(shi)察(cha)(cha)熔室內的(de)熔煉(lian)情況。它有(you)(you)(you)四組耐熱(re)石英玻璃。用來保(bao)護視(shi)(shi)察(cha)(cha)窗上(shang)的(de)視(shi)(shi)察(cha)(cha)玻璃，不受到金屬(shu)蒸(zheng)氣的(de)污染。只有(you)(you)(you)在(zai)(zai)觀察(cha)(cha)的(de)瞬(shun)間內才能(neng)暫(zan)時移開(kai)擋(dang)熱(re)板。擋(dang)熱(re)板由一(yi)個手柄操作，玻璃損壞時，可以(yi)很(hen)方便的(de)調換。

4.2.11 冷卻系統：

它是用來提供(gong)爐體、電源、感應器和水(shui)(shui)冷結(jie)晶器的用水(shui)(shui)的。進水(shui)(shui)管上有(you)電接(jie)點壓力表用于監示水(shui)(shui)的壓力。

4.2.12 溫度測(ce)量：

因為(wei)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)對連鑄工藝有(you)著直接的(de)影響(xiang)，所以(yi)在溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)測(ce)量上要求(qiu)比(bi)較嚴格。本設備主要的(de)測(ce)溫(wen)(wen)(wen)(wen)處(chu)為(wei)金屬(shu)溶(rong)液溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)、金屬(shu)出口處(chu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和通過水冷結晶器處(chu)金屬(shu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。一般采(cai)用(yong)接觸式（熱(re)電偶測(ce)溫(wen)(wen)(wen)(wen)）測(ce)溫(wen)(wen)(wen)(wen)，也(ye)可以(yi)使用(yong)光(guang)學(xue)測(ce)溫(wen)(wen)(wen)(wen)或紅外輻(fu)射溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)計通過視(shi)察窗測(ce)量溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)（用(yong)戶(hu)自(zi)備）。測(ce)溫(wen)(wen)(wen)(wen)方式由用(yong)戶(hu)指定。設備提供測(ce)溫(wen)(wen)(wen)(wen)裝置(zhi)和顯(xian)示儀(yi)表(biao)。

4.2.13 控制(zhi)部分：

控(kong)制部分由熔煉電(dian)源、真空機(ji)組和(he)牽引機(ji)構幾部分控(kong)制組成。由PLC可編程序控(kong)制器(qi)控(kong)制，標準(zhun)配置為模擬屏(ping)操作（可選(xuan)配觸(chu)摸屏(ping)操作）；熔化功率大小可調控(kong)并顯示；帶遠程通訊(xun)端口（用戶選(xuan)配）。

5. 設備組成

50 公(gong)斤真(zhen)空下連鑄爐成套設備(bei)大件分為如下四部(bu)分

5.1 爐體(ti)附件及真空系統(tong)。

5.2 引錠機構。

5.3 可控硅電源系統。

5.4 水冷系統