80公斤转盘式真空感应熔炼精密铸造炉技术方案20180128

1、 ZG-0.08L镁锂合金真空感应熔炼离心精密铸造炉 技术方案西安北方高盛电炉设备有限公司西安高盛冶金设备有限公司联系人:王永春手 机：13572919250传 真：029-89381937Q Q：310845701邮 箱：网 址：地址：西安市未央区草滩工业园草滩六路268号一、概述ZG-0.08L周期式真空感应熔炼铸造炉是熔炼坩埚封闭在真空室中，利用电磁感应产生的涡流热做热源（电能转换成热能）。在真空状态下进行金属的冶炼并浇铸，从而得到高质量材料的熔炼设备。可用于钢、铁、铜、铝、锌、镁、镍基、钴基、稀土金属等金属的熔炼。真空感应熔炼炉温度取决于坩埚材质，本电炉适用石墨坩埚、氧化镁坩埚、氧化铝坩埚、氧化锆坩埚和金属坩埚，最高可以达到2300. 整套设备用于镁锂合金的真空熔炼。由炉盖、炉体、炉门、合金加料装置、测温装置、 手动搅拌装置、中频电源、进电铜轴、液压倾炉浇铸装置、模壳加热炉、离心铸造机、真空机组、真空测量、电气控制系统、闭式冷却塔、分/集水器等构成。二、 技术参数1、熔炼炉技术参数：额定容量：16kg 密度：1.5g/cm3电炉型号：ZG-0.1L （熔铁100公斤真空熔炼炉）

2、线圈尺寸：内径335mm 高度515mm线圈材质：T2铜熔化速度：30-40分钟/炉 （热炉）熔炼环境：真空或气氛保护状态。炉体直径：1500mm 最高工作温度：1750 熔炼工作温度：700 坩埚材质：适用石墨坩埚+无镍不锈钢石墨坩埚尺寸：外径 265 mm 内径215mm 外高 470 mm 内高440mm无镍不锈钢坩埚尺寸：外径 210 mm 内径200mm 外高 470 mm 内高467mm极限作真空度：6.67X10-3Pa （空炉、冷态、未通水）工作作真空度：6.67X10-2Pa 漏气率：2Pa/h中频电源型号：KGPS-100电源额定功率：100KW电源频率：2500Hz温度测量方式： 热电偶测温, 温度测量范围：200-1600 红外线测温仪 用户自备 预留测温窗口热电偶类型：W/Re526 测温杆升降机构：电动驱动浇铸倾斜角度：-10-100浇注方式：液控倾翻坩埚模具材质： 蜡模模壳模具数量：1模具尺寸：长550mm 宽550mm 高55 0mm设备布局尺寸：L:5500mm X W:4800mm X H:4500mm3.真空系统配置：熔炼真空机组：KT-600油扩

3、散泵1台, ZJP-600罗茨泵1台， H-150机械泵1台.真空阀门：气动真空挡板阀门.阀门动力：压缩空气 0.6MPa真空管道：钢真空管道+不锈钢波纹管真空密封：橡胶真空测量计：真空压力表+复合真空计 ZJ-27 电离规管 ZJ-52T电阻规管充气阀：手动 充气压力0.1MPa放气阀：手动安全阀门：隔膜阀4、电力要求：低压配电：3相/接地/中性电源电压：380 V AC5%,50Hz设备总功率：80KW5、 冷却水参数 冷却水：软水 喷淋水 自来水冷却水量： 18m3/h （循环量）最高进水温度 5-35；出水温度 55.进水压力 0.150.25MPa6、充气系统：气体类型：氮气或者氩气纯度： 99.9%炉内正压0.1MPa充入炉体内压力操作人员进行调节控制方式:手动控制方式3、 结构及功能 3.1、结构示意图 3.1、结构组成及功能炉盖：炉盖液压升降机构、手动平移、合金加料、观察视窗、测温装置、电动动搅拌装置。熔炼炉：由炉体、炉门、感应线圈、倾炉转轴、导电铜轴，汇流铜排、坩埚等组成、炉门：手动开关炉门，密封圈、铰链锁紧等组成。模壳加热炉：不锈钢炉体、炉盖、炉门、铁铬铝电阻、硅酸

4、铝保温层、水冷电极、降压变压器。加热炉电气：降压变压器、连接铜排、调压器、测温热电偶、温控仪。离心铸造系统：转盘 转盘驱动变频电机、变频器、磁流体密封、水冷模具离心铸造、冷却、PLC 控制系统 真空系统：三级真空泵机组、真空测量、充气阀门、放气阀门、防爆阀门、真空系统冷却、除尘系统、真空控制系统等。 电源： KGPS-100-2.5KHz 中频电源 、补偿电容、电路连接铜排等 电控系统：手动电气控制系统+PLC电控系统。 液系统压：驱动炉盖升降、倾炉浇铸。由液压站、油缸、油管、控制系统等组成水冷却系统：闭式冷却塔、分水器、集水器、水压、水温检测、报警、应急水源等。保护措施：互联互锁防止误操作，电流过流 、过压保护、水温超温、水压不足等声光报警。四. ZG-0.1L周期式真空感应熔炼精密铸造炉的结构4.1 熔炼炉熔炼炉体由主炉盖、炉体、侧开门、炉盖升降移动机构等组成。4.1.1炉盖： 炉盖直径1500mm,采用内壁及法兰为304不锈钢，外壁为优质碳钢，中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构式；炉盖上布局两套观察视窗、合金加料器、手动搅拌装置、热电偶测温装置、放气阀等。炉盖由液压油缸驱动升降，

5、手动平移打开。 炉盖 炉盖升降 炉盖内部结构4.1.2观察视窗炉盖上装有二个视察孔，双层石英隔热玻璃，能观察到炉内的各个有效位置，同时可供二个人观察炉内熔炼状况、浇注状况、 测温、 搅拌等工作及炉内其他状况等。4.1.3手动搅拌装置 见以上图片 电动搅拌器，使得合金化更均匀。搅拌速度手动掌握，更安全。手动搅拌器位于炉盖上方，与炉盖之间采用磁流体密封，磁流体通水冷却，旋转时候不会产生摩擦磨损，搅拌器采用变频器电机和变频器调节旋转速度，旋转速度0-200转任意设置，采用PLC控制，触摸屏显示。搅拌转动杆在水冷轴套内部，水冷轴套为不锈钢材质。搅拌头为金属搅拌器，搅拌头搅拌高温金属液，不担心热传导和热辐射。详细见电动搅拌视频。 4.1.4、合金加料器 为了在真空熔炼过程中添加合金元素调质，在炉盖上装有六格旋转式合金加料器，合金加料器与熔炼炉体内相通，在熔炼抽真空之前，预先把要添加的合金料按照添加顺序放入加料器的五格格挡中，盖上合金加料器盖子。合金加料器上方有一个手动转动的手轮，用于转动合金加料舱内的加料格挡。熔炼过程中需要添加合金元素时，手轮转动加料器上方的手轮，手轮上有刻度，对准1个刻度，一

6、种合金元素便从开口落到炉盖内的加料簸箕内，扳动炉外的簸箕操作手柄，簸箕内的合金元素落入熔池中，簸箕会在弹簧扭力的作用下自动复位。同样方法加入其它几种合金元素4.1.5测温 测温方式有三种：固态时红外线测金属液温度、液态时热电偶测温金属液温度、热电偶测量金属坩埚温度和石墨坩埚温度。 热电偶测温为即时测温，热电偶插入金属液中测温，热电偶测温使用K型热电偶，测温范围为01200，测温保护管选用金属保护管，可以多次使用。保护管为直径6mm，壁厚为0,5mm,热电偶测温装置为电动升降操作。手柄操作。电源柜上安装有温度显示仪表，采用补偿导线将温度显示仪表与测温热电偶连接，热电偶测量温度显示在数字式温度表上，直观读取。 红外线测温仪是实时在线测温，炉盖上设计红外线测温视窗，红外线测温透过视窗测量熔炼金属温度，如下图所示，由于镁锂合金属于低熔点金属，红外线测量效果不佳，红外线测温仪由用户提供。4.2.1炉体4.2.1熔炼室炉体 ZG-0.1L真空感应熔炼精密铸造炉炉体为圆筒状，直径1500mm,高约1800mm，内壁为304不锈钢，外壁Q235碳钢，炉体为圆筒形平底结构，圆筒上下与不锈钢法兰焊接。内外

7、炉壁之间通水冷结构，炉体内外壁之间有加强筋，足够刚度和强度，安全可靠。炉壳制造所用材料经过探伤无裂纹、焊接性能好、受热不易变形、渗气率低。 炉体左边为进电接口，后边为真空管道接口。 炉体正前方为侧开炉门。 4.2.2炉门：炉门为双层水冷结构，侧开式，炉门高1200,宽1200mm,炉门与炉体之间采用矩形橡胶密封圈密封，手动铰链锁紧。炉门上安装有模具加热炉发热体的一部分。4.2感应熔炼系统由水冷进电铜轴、感应器、倾炉机构、绝缘密封装置等组成。4.2.2感应线圈：感应线圈用扁圆形 T2空心紫铜管绕制成，内径 335mm，高515mm,共5 匝，匝与匝之间有10毫米的间隙，感应线圈两边用绝缘胶木板固定，线圈刷绝缘油漆，并进行烘烤，进行绝缘处理。感应线圈和进电铜轴的连接是用两个铜法兰连接，拆卸方便。密封圈密封，保证不会漏水漏气。在线圈的底部朝内焊有四块不锈钢支撑板，用来支托坩埚。线圈左右两边有坩埚快速更滑卡紧的固定装置，安装拆卸坩埚方便快速。坩埚不需要烧结，大大缩短更滑坩埚的时间。为了防止金属挥发物，感应线圈整体包裹在环氧树脂板壳体中，线圈刷绝缘油漆，缠绕3层绝缘纸和玻璃丝布进行绝缘处理。感应

8、线圈和进电铜轴的连接是用两个铜法兰连接，拆卸方便。密封圈密封，保证不会漏水漏气。炉体内进电铜轴全部进行绝缘处理，不裸露。防止金属粉尘引起短路、辉光放电等现象产生。4.2.3坩埚： 本套电炉熔炼可独立使用不锈钢坩埚和石墨坩埚，也可以将不锈钢坩埚套作为石墨坩埚内衬，熔炼金属，由于镁锂合金易产生氧化皮，为了方便清理不锈钢坩埚内部的氧化皮，将不锈钢坩埚从石墨坩埚中取出，感应线圈设计了4套压板装置，熔炼时候不锈钢坩埚固定在石墨坩埚内，需将不锈钢坩埚取出时，松开压板，将不锈钢坩埚提出。石墨坩埚尺寸：外径 265 mm 内径215mm 外高 470 mm 内高440mm，石墨坩埚为高纯石墨坩埚，灰分极低，打结固定在线圈内部。无镍不锈钢坩埚尺寸：外径 210 mm 内径200mm 外高 470 mm 内高467mm，不锈钢坩埚为可活动坩埚，套在石墨坩埚内部，无镍不锈钢，由于无镍本身不会被感应加热熔化。浇铸流槽：浇铸流槽可以使用金属流槽或者石墨流槽，流槽底部可以采用电热板加热到300-800，挡渣可以采用如下图所示的陶瓷过滤网也可以采用石墨过滤网。4.2.1水冷导电铜轴水冷导电铜轴是熔炼炉的重要部件，安装在炉体上，炉内部安装感应线圈，炉外部分与中频电源导电铜排连接，其作用是将由中频电源输送来的低压大电流输送给感应线圈，因此水冷导电铜轴具有导电、绝缘、密封和冷却的功能。本设备的水冷导电铜轴采用空心厚壁紫铜管作导

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