真空連鑄爐

真空連鑄爐簡介 

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加熱原理進行熔化金屬、并用一套引錠機構拉鑄金屬的現(xiàn)代化設備。它能嚴格控制溫度和合金成份，具有一定的電磁攪拌和強大的真空脫氣能力，可用于高級精密合金、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）

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石墨間接加熱原理進行加熱的真空熔煉設備，爐體內(nèi)部設有一只螺旋型管式線圈，當線圈通以中頻電流時，則產(chǎn)生交變磁場，石墨在磁場作用下，感應出電勢，產(chǎn)生環(huán)形電流，這種電流在本身的磁場作用下集中在石墨的外層（即所謂的趨膚效應），使外層石墨具有很高的電流密度，從而產(chǎn)生集中而強大的熱效應,石墨坩堝達到一定溫度金屬爐料自然會被間接加熱并熔化。

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

4 結構性能和優(yōu)點

4.1 優(yōu)點：50 公斤真空下連鑄爐具有下列優(yōu)點

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構連接，開啟方便，由于設計有止口，密封圈不易遭受破損和受熱的影響；爐體、爐蓋為水冷結構。

4.1.2 設有放氣閥（進氣閥），可以通入惰性氣體或化學氣體，對熔化的金屬進行保護，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，全部熔化鋼的時間約 30—50 分鐘（由工藝條件決定）。

4.1.5 準確性高：控制熔化的時間、溫度、成分很準確，使其工作具有高度的準確性和可操作性。

4.1.6 適用范圍廣：對鐵基、鎳基及其有色金屬都能達到冶煉的要求。

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

4.1.8 真空機組抽氣時間短：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穩(wěn)定的極限真空。

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

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

4.2 結構特征：

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)過仔細的拋光，表面光滑，沒有尖角和突棱的存在，因此只要用簡單的機械清潔方法，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間，又可獲得一個良好的真空極限。

4.2.2 操作臺：

真空熔室安裝在一個堅固的槽鋼操作臺上。它是工作人員工作和操作設備的場所。

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隔離閥；它可在工藝允許的情況下連續(xù)對爐內(nèi)加料。操作方式有二種：手動方式和自動方式（由用戶選擇）。

4.2.4 感應線圈：

感應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，感應線圈和進出電極間的連接是用螺母來連接的，拆卸方便，既能保證良好的導電，又能保證可靠的真空密封。線圈內(nèi)放有一個坩堝，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。如果使用的是導電性坩堝，如石墨坩堝，線圈不應直接與坩堝接觸，在接觸處應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，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：

水冷電極具有導電通水的雙重任務，在爐子的外面，電流是從中頻電源設備沿著水冷銅排傳導來的。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線圈。

4.2.6 坩堝：

當坩堝用在真空中去熔融金屬時,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，但坩堝的尺寸應符合設計圖紙的要求。

4.2.7 連鑄機構：

連鑄機構應客戶要求制定。由結晶器，牽引小車，道軌等組成，牽引對輪由一臺力矩電機驅(qū)動，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相連，拆卸方便。

4.2.8 真空機組：

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

4.2.9 真空測量：

建議使用 ZDO--I 熱偶真空計，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。爐蓋上裝有 0.1MPa—133Pa 的負壓壓力表，以觀察爐內(nèi)真空或保護氣體的壓力。

4.2.10 視察裝置：

在爐蓋上有一個視察窗，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)才能暫時移開擋熱板。擋熱板由一個手柄操作，玻璃損壞時，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、感應器和水冷結晶器的用水的。進水管上有電接點壓力表用于監(jiān)示水的壓力。

4.2.12 溫度測量：

因為溫度對連鑄工藝有著直接的影響，所以在溫度測量上要求比較嚴格。本設備主要的測溫處為金屬溶液溫度、金屬出口處溫度和通過水冷結晶器處金屬溫度。一般采用接觸式（熱電偶測溫）測溫，也可以使用光學測溫或紅外輻射溫度計通過視察窗測量溫度（用戶自備）。測溫方式由用戶指定。設備提供測溫裝置和顯示儀表。

4.2.13 控制部分：

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

5. 設備組成

50 公斤真空下連鑄爐成套設備大件分為如下四部分

5.1 爐體附件及真空系統(tǒng)。

5.2 引錠機構。

5.3 可控硅電源系統(tǒng)。

5.4 水冷系統(tǒng)