真空連鑄爐簡介 

1 用途

50 公斤真空下連鑄(zhu)爐是在真空條(tiao)件下利(li)用中(zhong)頻感(gan)應加熱原理進行(xing)熔(rong)化金(jin)屬(shu)、并(bing)用一套引錠機(ji)構拉(la)鑄(zhu)金(jin)屬(shu)的(de)現代化設備。它能(neng)嚴格控制溫(wen)度(du)(du)和合金(jin)成份，具有一定的(de)電磁(ci)攪拌和強大的(de)真空脫氣能(neng)力，可用于高級精(jing)密合金(jin)、高純度(du)(du)金(jin)屬(shu)在真空條(tiao)件下或充惰(duo)性氣體情況下進行(xing)熔(rong)煉和拉(la)鑄(zhu)。

如果選用石墨坩堝或者(zhe)用石墨摻耐火粘(zhan)土的(de)(de)坩堝，便可以通(tong)過間接的(de)(de)加熱方(fang)法熔化低電阻的(de)(de)金(jin)屬及其(qi)合金(jin)，例如：金(jin)、銀、銅(tong)、鋁、青銅(tong)等。

2 主要參數

2.1 設(she)備總功率： 115 kW

2.2 電源電壓(ya)： 380 V

2.3 電源頻(pin)率： 50 Hz

2.4 額定容量： 50 kg（以(yi)鋼計）

2.5 中頻額定(ding)功率： 100 kW

2.6 中頻額定(ding)電壓： 375 / 250 V

2.7 中(zhong)頻(pin)(pin)額定頻(pin)(pin)率(lv)： 2 ~ 2.5 kHz

2.8 額定溫度： 1700℃

2.9 熔化(hua)率(lv) (1600℃ )： 約 50 kg / h

2.10 極(ji)限(xian)真空度(du)： 0.66Pa

2.11 工作(zuo)真空度： 6.6Pa

2.12 壓升率： 0.13Pa/ min

2.13 熔室有(you)效抽速(su)： 300 L / S

2.14 電耗： 115 kWh / t

2.15 耗水量： 6 m3/h

2.16 總重(zhong)量： 3.5 t (計算(suan)值(zhi))

3 熔煉工作原理

50 公斤真空下連(lian)鑄(zhu)爐是利用中(zhong)頻(pin)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)感應(ying)石墨(mo)間接加熱原(yuan)理進(jin)行加熱的(de)(de)真空熔煉(lian)設備(bei)，爐體內部(bu)設有(you)一只螺(luo)旋型管式線圈，當(dang)線圈通以中(zhong)頻(pin)電(dian)(dian)流時，則產生交變(bian)磁(ci)(ci)場(chang)，石墨(mo)在(zai)磁(ci)(ci)場(chang)作用下，感應(ying)出電(dian)(dian)勢(shi)，產生環形電(dian)(dian)流，這種電(dian)(dian)流在(zai)本身(shen)的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)作用下集中(zhong)在(zai)石墨(mo)的(de)(de)外層（即所謂的(de)(de)趨膚效(xiao)應(ying)），使外層石墨(mo)具(ju)有(you)很高的(de)(de)電(dian)(dian)流密度，從而(er)產生集中(zhong)而(er)強大的(de)(de)熱效(xiao)應(ying),石墨(mo)坩堝達到一定(ding)溫度金屬爐料(liao)自然會被間接加熱并熔化。

熔化后(hou)的(de)金屬(shu)溶液由(you)(you)坩堝下部(bu)的(de)導流(liu)(liu)管流(liu)(liu)出，在流(liu)(liu)出的(de)過程中通過水冷(leng)(leng)結晶器(qi)逐漸的(de)固化；由(you)(you)于(yu)結晶器(qi)的(de)吸熱(re)作用(yong)，使金屬(shu)液柱(zhu)急(ji)劇冷(leng)(leng)卻從而使金屬(shu)晶粒按一定的(de)形狀(zhuang)排列，由(you)(you)引出機構引出，從而連續得到(dao)特(te)制形狀(zhuang)的(de)棒料或板料。

4 結構性能和優點

4.1 優(you)點(dian)：50 公斤真空下(xia)連鑄爐具有(you)下(xia)列優(you)點(dian)

4.1.1 采用立式爐體(ti)，裝(zhuang)料(liao)方便(bian)，爐蓋是三(san)圓弧形的，容易清掃；爐蓋和爐體(ti)是用提升(sheng)機構連(lian)接，開啟(qi)方便(bian)，由于設(she)計有止口，密封圈不易遭受(shou)(shou)破損和受(shou)(shou)熱的影響；爐體(ti)、爐蓋為(wei)水冷結構。

4.1.2 設有放氣(qi)(qi)閥（進(jin)氣(qi)(qi)閥），可以(yi)通(tong)入惰性氣(qi)(qi)體或化學氣(qi)(qi)體，對(dui)熔化的金屬進(jin)行保護，以(yi)免氧化。

4.1.3 具(ju)有(you)一(yi)定(ding)自(zi)攪拌性(xing)能，使熔(rong)化合金(jin)均(jun)勻(yun)而不產(chan)生偏析，而且還能加快脫氣速(su)度，使熔(rong)煉(lian)的合金(jin)均(jun)勻(yun)，氣體含量少。

4.1.4 效(xiao)率(lv)高、升(sheng)溫快(kuai)，在用石墨坩堝條(tiao)件下，全部熔化鋼(gang)的時(shi)間(jian)約 30—50 分鐘(zhong)（由工藝條(tiao)件決定(ding)）。

4.1.5 準確性(xing)高(gao)：控制(zhi)熔化的時間、溫(wen)度(du)(du)、成(cheng)分很(hen)準確，使其工(gong)作具有(you)高(gao)度(du)(du)的準確性(xing)和可操作性(xing)。

4.1.6 適用范(fan)圍廣：對(dui)鐵基(ji)、鎳基(ji)及其有色金屬都能(neng)達(da)到(dao)冶煉(lian)的要求。

4.1.7 使用(yong)方便(bian)：勞動(dong)條(tiao)件(jian)好(hao)、備有(you)(you)成套(tao)的(de)電(dian)源，爐體及附(fu)件(jian)等(deng)，可以隨時進行熔(rong)煉。熔(rong)化(hua)有(you)(you)毒性的(de)金屬(shu)時，可以通過真空機組，把毒氣排除到室外，進行無公害處(chu)理(li)。

4.1.8 真空機組抽(chou)氣時間短：從(cong)大氣到 6.6×10 -1帕范圍內(nei)，具(ju)有較大的抽(chou)氣能力并能保持一個(ge)穩定(ding)的極限(xian)真空。

4.1.9 安(an)全可(ke)靠(kao)：如中頻電(dian)源過載(zai)，感應(ying)線圈、中頻電(dian)纜、電(dian)容器、可(ke)控硅電(dian)源等斷水，都有保(bao)護(hu)裝置。

綜合上(shang)(shang)述情況 50 公(gong)斤真(zhen)空下連鑄爐，無論在使用上(shang)(shang)，生產效率上(shang)(shang)已及技術上(shang)(shang)都能(neng)滿(man)足一般常規的真(zhen)空熔煉要求。

4.2 結構特征：

4.2.1 爐體（即(ji)熔室）：

50 公斤真空下連鑄爐的(de)熔室(shi)是一只雙(shuang)層壁(bi)的(de)立式容器，內(nei)徑為 80 厘米，圓柱體的(de)高度(du)為85厘米，真空熔室(shi)的(de)實際有效(xiao)高度(du)為 110 厘米。爐蓋也(ye)是雙(shuang)層壁(bi)的(de)，雙(shuang)層壁(bi)之間通(tong)入(ru)冷卻水。真空熔室(shi)的(de)內(nei)壁(bi)，都經過(guo)仔細的(de)拋光(guang)，表面光(guang)滑，沒有尖角和(he)突(tu)棱的(de)存在，因(yin)此(ci)只要用簡單的(de)機械清潔方法，即可以除去在熔室(shi)內(nei)因(yin)熔煉過(guo)程中氣化而產生的(de)金屬(shu)揮發(fa)物和(he)臟(zang)物。這樣(yang)既有利于縮短抽氣時間，又可獲得一個良好的(de)真空極(ji)限(xian)。

4.2.2 操作臺：

真空熔室安裝(zhuang)在一個(ge)堅固的槽鋼操作(zuo)臺上。它是工(gong)作(zuo)人員(yuan)工(gong)作(zuo)和(he)操作(zuo)設(she)備(bei)的場所。

4.2.3 加料：

為了(le)在真空熔煉過程中添加(jia)(jia)各種元素或二(er)次加(jia)(jia)料(liao)(liao)(liao)，因(yin)此(ci)在爐蓋上(shang)裝有(you)特制的(de)加(jia)(jia)料(liao)(liao)(liao)裝置，加(jia)(jia)料(liao)(liao)(liao)裝置與熔煉室之間有(you)一個隔離(li)閥；它可在工藝允許的(de)情況下連續對爐內加(jia)(jia)料(liao)(liao)(liao)。操作方式有(you)二(er)種：手動方式和自(zi)動方式（由(you)用(yong)戶選擇）。

4.2.4 感應線圈：

感應線(xian)圈(quan)是(shi)一種矩形紫銅管(guan)制成的(de)(de)(de)(de)，匝與匝間有(you) 4—5 毫米的(de)(de)(de)(de)間隙，通(tong)過他們外(wai)圍的(de)(de)(de)(de)絕(jue)緣板來(lai)(lai)固定位置，感應線(xian)圈(quan)和進出電(dian)極間的(de)(de)(de)(de)連接(jie)是(shi)用螺母來(lai)(lai)連接(jie)的(de)(de)(de)(de)，拆(chai)卸方便，既(ji)能(neng)保(bao)證(zheng)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)，又能(neng)保(bao)證(zheng)可靠的(de)(de)(de)(de)真空(kong)密封。線(xian)圈(quan)內放有(you)一個坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)，線(xian)圈(quan)與坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)之間要(yao)(yao)有(you) 1—2 毫米厚的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃絲布(bu)以免線(xian)圈(quan)碰(peng)著導(dao)電(dian)性坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)造成短(duan)路，另外(wai)也防止線(xian)圈(quan)直接(jie)受坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)熱輻射，在(zai)線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)底部焊有(you)四塊支承(cheng)板，是(shi)用來(lai)(lai)支托坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)。如果使用的(de)(de)(de)(de)是(shi)導(dao)電(dian)性坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)，如石(shi)墨(mo)坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)，線(xian)圈(quan)不應直接(jie)與坩(gan)(gan)堝(guo)(guo)接(jie)觸，在(zai)接(jie)觸處應墊上耐高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)絕(jue)緣墊。最 大線(xian)圈(quan)電(dian)壓(ya)是(shi) 250 伏左(zuo)右，在(zai)特殊情(qing)況下，還要(yao)(yao)低些。以免引起真空(kong)放電(dian)，尤其在(zai)熔融金屬有(you)快速的(de)(de)(de)(de)氣化傾向(xiang)時，更容易發生放電(dian)現象。為防止放電(dian)可在(zai)線(xian)圈(quan)上涂(tu)高(gao)溫絕(jue)緣漆和塑性氧化鋁。

4.2.5 水(shui)冷(leng)電極：

水(shui)冷電極(ji)具有(you)導(dao)電通水(shui)的雙重任務，在爐子的外面，電流是從中頻(pin)電源設(she)備(bei)沿著水(shui)冷銅(tong)排(pai)(pai)傳導(dao)來的。銅(tong)排(pai)(pai)接到水(shui)冷銅(tong)電極(ji)上，銅(tong)電極(ji)通入(ru)真空熔室，把電流和冷卻水(shui)帶給(gei)感應(ying)線圈。

4.2.6 坩堝：

當坩堝用在真空中去熔(rong)融(rong)金屬時,用戶可(ke)以根據金屬的性質(zhi)自(zi)己選擇制造坩堝的材料和工藝(yi)，但(dan)坩堝的尺寸應符合設(she)計(ji)圖紙的要求。

4.2.7 連鑄機構：

連(lian)鑄(zhu)機(ji)構應(ying)客(ke)戶要(yao)求(qiu)制定。由結晶器(qi)，牽引(yin)小車，道軌等組成，牽引(yin)對輪由一臺(tai)力矩電機(ji)驅動，能(neng)夠滿足恒力矩寬調速(su)的使用要(yao)求(qiu)。牽引(yin)小車道軌在爐體底下與操作臺(tai)相(xiang)連(lian)，拆卸方便(bian)。

4.2.8 真空機(ji)組：

為了能在整個熔煉過程中，有良好(hao)的工作真空(kong)度及真空(kong)抽速(su)，故本設(she)備選用 ZJ—300羅茨泵(beng)一臺和(he) 2X—70 機械泵(beng)一臺。閥(fa)門為氣動電(dian)磁控(kong)制，操作方便可(ke)靠。有充、放氣閥(fa)，氣源(yuan)用戶自備。

4.2.9 真(zhen)空測量：

建議使(shi)用 ZDO--I 熱(re)(re)偶(ou)真(zhen)空計，表(biao)頭(tou)刻度(du)熱(re)(re)偶(ou)是由 13 到 1.3×10 -1Pa，隨(sui)電爐(lu)附帶熱(re)(re)偶(ou)真(zhen)空規 1 個(ge)。爐(lu)蓋(gai)上裝有 0.1MPa—133Pa 的負壓(ya)壓(ya)力表(biao)，以觀察爐(lu)內真(zhen)空或保護(hu)氣(qi)體的壓(ya)力。

4.2.10 視察裝(zhuang)置：

在(zai)爐蓋上(shang)有一個視(shi)察窗(chuang)，可以視(shi)察熔室內的(de)熔煉情況。它有四組耐熱(re)石英(ying)玻璃(li)。用來保護視(shi)察窗(chuang)上(shang)的(de)視(shi)察玻璃(li)，不受到(dao)金屬(shu)蒸氣的(de)污染。只有在(zai)觀(guan)察的(de)瞬間內才能暫時移開(kai)擋熱(re)板。擋熱(re)板由一個手柄(bing)操作，玻璃(li)損壞(huai)時，可以很(hen)方便的(de)調換。

4.2.11 冷卻系統：

它是用(yong)來提供爐體、電源、感(gan)應器和水(shui)冷結(jie)晶(jing)器的(de)用(yong)水(shui)的(de)。進水(shui)管上有電接點壓(ya)(ya)力表用(yong)于監示水(shui)的(de)壓(ya)(ya)力。

4.2.12 溫度測量：

因為(wei)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對連鑄工藝有著直(zhi)接(jie)的影響，所以(yi)在溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)測(ce)量上(shang)要求比較嚴格。本設備主要的測(ce)溫(wen)(wen)處(chu)為(wei)金(jin)屬溶液溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)、金(jin)屬出口處(chu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)通過水冷結晶器處(chu)金(jin)屬溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。一般采用接(jie)觸式（熱電偶測(ce)溫(wen)(wen)）測(ce)溫(wen)(wen)，也(ye)可以(yi)使(shi)用光學測(ce)溫(wen)(wen)或紅外輻射溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)計通過視察(cha)窗測(ce)量溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)（用戶自備）。測(ce)溫(wen)(wen)方式由用戶指定。設備提(ti)供測(ce)溫(wen)(wen)裝(zhuang)置(zhi)和(he)顯示儀表。

4.2.13 控制部分(fen)：

控(kong)(kong)制部(bu)分(fen)由熔煉電源、真空機組和牽引機構幾部(bu)分(fen)控(kong)(kong)制組成。由PLC可(ke)編程序控(kong)(kong)制器控(kong)(kong)制，標準(zhun)配置(zhi)為模擬屏操作（可(ke)選(xuan)配觸摸屏操作）；熔化功率(lv)大小可(ke)調(diao)控(kong)(kong)并(bing)顯示；帶(dai)遠程通訊(xun)端口（用(yong)戶選(xuan)配）。

5. 設備組成

50 公(gong)斤(jin)真空(kong)下連鑄(zhu)爐成套(tao)設備(bei)大件分(fen)為如下四部(bu)分(fen)

5.1 爐體附件及(ji)真(zhen)空(kong)系統(tong)。

5.2 引錠機構。

5.3 可控硅(gui)電源系(xi)統。

5.4 水冷系統