真空連鑄爐簡(jiǎn)介 

1 用途

50 公斤真空下連鑄爐是在真空條件下利用中頻感應(yīng)加熱原理進(jìn)行熔化金屬、并用一套引錠機(jī)構(gòu)拉鑄金屬的現(xiàn)代化設(shè)備。它能嚴(yán)格控制溫度和合金成份，具有一定的電磁攪拌和強(qiáng)大的真空脫氣能力，可用于高級(jí)精密合金、高純度金屬在真空條件下或充惰性氣體情況下進(jìn)行熔煉和拉鑄。

如果選用石墨坩堝或者用石墨摻耐火粘土的坩堝，便可以通過間接的加熱方法熔化低電阻的金屬及其合金，例如：金、銀、銅、鋁、青銅等。

2 主要參數(shù)

2.1 設(shè)備總功率： 115 kW

2.2 電源電壓： 380 V

2.3 電源頻率： 50 Hz

2.4 額定容量： 50 kg（以鋼計(jì)）

2.5 中頻額定功率： 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 額定溫度： 1700℃

2.9 熔化率 (1600℃ )： 約 50 kg / h

2.10 極限真空度： 0.66Pa

2.11 工作真空度： 6.6Pa

2.12 壓升率： 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 總重量： 3.5 t (計(jì)算值)

3 熔煉工作原理

50 公斤真空下連鑄爐是利用中頻電磁感應(yīng)石墨間接加熱原理進(jìn)行加熱的真空熔煉設(shè)備，爐體內(nèi)部設(shè)有一只螺旋型管式線圈，當(dāng)線圈通以中頻電流時(shí)，則產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，石墨在磁場(chǎng)作用下，感應(yīng)出電勢(shì)，產(chǎn)生環(huán)形電流，這種電流在本身的磁場(chǎng)作用下集中在石墨的外層（即所謂的趨膚效應(yīng)），使外層石墨具有很高的電流密度，從而產(chǎn)生集中而強(qiáng)大的熱效應(yīng),石墨坩堝達(dá)到一定溫度金屬爐料自然會(huì)被間接加熱并熔化。

熔化后的金屬溶液由坩堝下部的導(dǎo)流管流出，在流出的過程中通過水冷結(jié)晶器逐漸的固化；由于結(jié)晶器的吸熱作用，使金屬液柱急劇冷卻從而使金屬晶粒按一定的形狀排列，由引出機(jī)構(gòu)引出，從而連續(xù)得到特制形狀的棒料或板料。

4 結(jié)構(gòu)性能和優(yōu)點(diǎn)

4.1 優(yōu)點(diǎn)：50 公斤真空下連鑄爐具有下列優(yōu)點(diǎn)

4.1.1 采用立式爐體，裝料方便，爐蓋是三圓弧形的，容易清掃；爐蓋和爐體是用提升機(jī)構(gòu)連接，開啟方便，由于設(shè)計(jì)有止口，密封圈不易遭受破損和受熱的影響；爐體、爐蓋為水冷結(jié)構(gòu)。

4.1.2 設(shè)有放氣閥（進(jìn)氣閥），可以通入惰性氣體或化學(xué)氣體，對(duì)熔化的金屬進(jìn)行保護(hù)，以免氧化。

4.1.3 具有一定自攪拌性能，使熔化合金均勻而不產(chǎn)生偏析，而且還能加快脫氣速度，使熔煉的合金均勻，氣體含量少。

4.1.4 效率高、升溫快，在用石墨坩堝條件下，全部熔化鋼的時(shí)間約 30—50 分鐘（由工藝條件決定）。

4.1.5 準(zhǔn)確性高：控制熔化的時(shí)間、溫度、成分很準(zhǔn)確，使其工作具有高度的準(zhǔn)確性和可操作性。

4.1.6 適用范圍廣：對(duì)鐵基、鎳基及其有色金屬都能達(dá)到冶煉的要求。

4.1.7 使用方便：勞動(dòng)條件好、備有成套的電源，爐體及附件等，可以隨時(shí)進(jìn)行熔煉。熔化有毒性的金屬時(shí)，可以通過真空機(jī)組，把毒氣排除到室外，進(jìn)行無公害處理。

4.1.8 真空機(jī)組抽氣時(shí)間短：從大氣到 6.6×10 -1帕范圍內(nèi)，具有較大的抽氣能力并能保持一個(gè)穩(wěn)定的極限真空。

4.1.9 安全可靠：如中頻電源過載，感應(yīng)線圈、中頻電纜、電容器、可控硅電源等斷水，都有保護(hù)裝置。

綜合上述情況 50 公斤真空下連鑄爐，無論在使用上，生產(chǎn)效率上已及技術(shù)上都能滿足一般常規(guī)的真空熔煉要求。

4.2 結(jié)構(gòu)特征：

4.2.1 爐體（即熔室）：

50 公斤真空下連鑄爐的熔室是一只雙層壁的立式容器，內(nèi)徑為 80 厘米，圓柱體的高度為85厘米，真空熔室的實(shí)際有效高度為 110 厘米。爐蓋也是雙層壁的，雙層壁之間通入冷卻水。真空熔室的內(nèi)壁，都經(jīng)過仔細(xì)的拋光，表面光滑，沒有尖角和突棱的存在，因此只要用簡(jiǎn)單的機(jī)械清潔方法，即可以除去在熔室內(nèi)因熔煉過程中氣化而產(chǎn)生的金屬揮發(fā)物和臟物。這樣既有利于縮短抽氣時(shí)間，又可獲得一個(gè)良好的真空極限。

4.2.2 操作臺(tái)：

真空熔室安裝在一個(gè)堅(jiān)固的槽鋼操作臺(tái)上。它是工作人員工作和操作設(shè)備的場(chǎng)所。

4.2.3 加料：

為了在真空熔煉過程中添加各種元素或二次加料，因此在爐蓋上裝有特制的加料裝置，加料裝置與熔煉室之間有一個(gè)隔離閥；它可在工藝允許的情況下連續(xù)對(duì)爐內(nèi)加料。操作方式有二種：手動(dòng)方式和自動(dòng)方式（由用戶選擇）。

4.2.4 感應(yīng)線圈：

感應(yīng)線圈是一種矩形紫銅管制成的，匝與匝間有 4—5 毫米的間隙，通過他們外圍的絕緣板來固定位置，感應(yīng)線圈和進(jìn)出電極間的連接是用螺母來連接的，拆卸方便，既能保證良好的導(dǎo)電，又能保證可靠的真空密封。線圈內(nèi)放有一個(gè)坩堝，線圈與坩堝之間要有 1—2 毫米厚的玻璃絲布以免線圈碰著導(dǎo)電性坩堝造成短路，另外也防止線圈直接受坩堝的熱輻射，在線圈的底部焊有四塊支承板，是用來支托坩堝的。如果使用的是導(dǎo)電性坩堝，如石墨坩堝，線圈不應(yīng)直接與坩堝接觸，在接觸處應(yīng)墊上耐高溫的絕緣墊。最 大線圈電壓是 250 伏左右，在特殊情況下，還要低些。以免引起真空放電，尤其在熔融金屬有快速的氣化傾向時(shí)，更容易發(fā)生放電現(xiàn)象。為防止放電可在線圈上涂高溫絕緣漆和塑性氧化鋁。

4.2.5 水冷電極：

水冷電極具有導(dǎo)電通水的雙重任務(wù)，在爐子的外面，電流是從中頻電源設(shè)備沿著水冷銅排傳導(dǎo)來的。銅排接到水冷銅電極上，銅電極通入真空熔室，把電流和冷卻水帶給感應(yīng)線圈。

4.2.6 坩堝：

當(dāng)坩堝用在真空中去熔融金屬時(shí),用戶可以根據(jù)金屬的性質(zhì)自己選擇制造坩堝的材料和工藝，但坩堝的尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。

4.2.7 連鑄機(jī)構(gòu)：

連鑄機(jī)構(gòu)應(yīng)客戶要求制定。由結(jié)晶器，牽引小車，道軌等組成，牽引對(duì)輪由一臺(tái)力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠滿足恒力矩寬調(diào)速的使用要求。牽引小車道軌在爐體底下與操作臺(tái)相連，拆卸方便。

4.2.8 真空機(jī)組：

為了能在整個(gè)熔煉過程中，有良好的工作真空度及真空抽速，故本設(shè)備選用 ZJ—300羅茨泵一臺(tái)和 2X—70 機(jī)械泵一臺(tái)。閥門為氣動(dòng)電磁控制，操作方便可靠。有充、放氣閥，氣源用戶自備。

4.2.9 真空測(cè)量：

建議使用 ZDO--I 熱偶真空計(jì)，表頭刻度熱偶是由 13 到 1.3×10 -1Pa，隨電爐附帶熱偶真空規(guī) 1 個(gè)。爐蓋上裝有 0.1MPa—133Pa 的負(fù)壓壓力表，以觀察爐內(nèi)真空或保護(hù)氣體的壓力。

4.2.10 視察裝置：

在爐蓋上有一個(gè)視察窗，可以視察熔室內(nèi)的熔煉情況。它有四組耐熱石英玻璃。用來保護(hù)視察窗上的視察玻璃，不受到金屬蒸氣的污染。只有在觀察的瞬間內(nèi)才能暫時(shí)移開擋熱板。擋熱板由一個(gè)手柄操作，玻璃損壞時(shí)，可以很方便的調(diào)換。

4.2.11 冷卻系統(tǒng)：

它是用來提供爐體、電源、感應(yīng)器和水冷結(jié)晶器的用水的。進(jìn)水管上有電接點(diǎn)壓力表用于監(jiān)示水的壓力。

4.2.12 溫度測(cè)量：

因?yàn)闇囟葘?duì)連鑄工藝有著直接的影響，所以在溫度測(cè)量上要求比較嚴(yán)格。本設(shè)備主要的測(cè)溫處為金屬溶液溫度、金屬出口處溫度和通過水冷結(jié)晶器處金屬溫度。一般采用接觸式（熱電偶測(cè)溫）測(cè)溫，也可以使用光學(xué)測(cè)溫或紅外輻射溫度計(jì)通過視察窗測(cè)量溫度（用戶自備）。測(cè)溫方式由用戶指定。設(shè)備提供測(cè)溫裝置和顯示儀表。

4.2.13 控制部分：

控制部分由熔煉電源、真空機(jī)組和牽引機(jī)構(gòu)幾部分控制組成。由PLC可編程序控制器控制，標(biāo)準(zhǔn)配置為模擬屏操作（可選配觸摸屏操作）；熔化功率大小可調(diào)控并顯示；帶遠(yuǎn)程通訊端口（用戶選配）。

5. 設(shè)備組成

50 公斤真空下連鑄爐成套設(shè)備大件分為如下四部分

5.1 爐體附件及真空系統(tǒng)。

5.2 引錠機(jī)構(gòu)。

5.3 可控硅電源系統(tǒng)。

5.4 水冷系統(tǒng)