ZG-3吨真空熔炼炉技术方案

1、 ZG-3.0L真空感应熔炼炉技术方案 西安高盛冶金设备有限公司联系人:王永春手 机：13572919250传 真：029-62606526Q Q：310845701邮 箱：网 址： 地 址：西安市未央区丰产路59号一概述真空感应熔炼炉是利用中频感应加热的原理在真空状态或惰性气体保护下对金属进行真空熔化、真空浇铸。真空熔炼优点：1、 真空条件或气氛保护下，金属不氧化；氧化皮少。2、 没有有害气体和炉渣污染，冶炼的合金纯净，性能水平高；3、 真空状态下金属熔点降低，可以熔炼非真空下不能熔炼的高熔点金属4、 烧损小，低熔点金属挥发少，能准确的调整和控制化学成分；5、 真空感应炉冶炼时，可以用碳脱氧，脱氧产物是气体，合金纯度高；6、 没有气体状态下浇铸，铸件无气孔，砂眼小，致密度好。7、 真空状态下炉室内温度均匀，冷却缩孔浅、减小浪费。8、 可以实现还原反应。 本套设备为间歇式结构，额定容量3吨真空感应熔炼炉，在真空状态和惰性气氛条件下熔炼金属，可在熔炼过程中可以实现测温、取样、加料、底部吹气等功能。结构图如下图：3吨真空熔炼炉结构示意图3吨真空熔炼炉布局图二、主要技术指标：1、熔炼炉技术参

2、数：额定容量：3000 kg （以钢计） 金属比重：7.8g/cm3熔炼环境：真空或惰性气体状态。炉衬材质： 氧化镁坩埚 氧化铝坩埚 石墨坩埚最高温度：1750.熔炼工作温度：1650.极限真空度: 6.67X10-3pa (空炉 冷态、未通水)工作真空度: 6.67X10-2pa 压升率：2Pa/h电源类型：可控硅中频电源电源：1250KW频率：500Hz温度测量方式：钨铼热电偶测温 测温范围1700倾炉方式：液压坩埚倾翻角度：0-100，0 - -10锭模数量：1-4个 锭模最大高度：1600 mm-（用户决定） 真空系统配置：熔炼室真空系统配置：2台KT-1000油扩散泵+ZJP-2500罗茨泵两台+ZJP-1200罗茨泵两台,+H-150滑阀泵4台 防尘过滤网、防尘过滤冷阱、防尘过滤罐，气动放气阀、气动充气阀、气动真空挡板阀、真空管路、不锈钢波纹管及橡胶密封圈。辅助真空泵：2X-70机械泵 1台，扩散泵冷却用2 中频电源参数中频电源输出最大功率：1250KW中频电源频率/电压： 500Hz外部输入（接线）电压/频率：3相10KVA5%,50Hz3 供电要求：低压配电：3相/接地

3、/中性电源电压：380V AC5%,50Hz所需功率（变压器容量）1600KVA控制电压 （内部产生）：220V DC4 冷却水参数 冷却水循环量 150m3/h 最高进水温度 5-35； 出水温度 55. 进水压力 0.250.35MPa; 3、 主要结构及功能：配置构成： 由炉体、炉盖、炉门、机械搅拌装置、测温装置、捣料装置、中频电源、进电装置、液压倾炉浇铸装置、真空机系统、PLC电气控制系统、设备冷却系统等构成。熔炼炉体系统：由炉体、炉盖、炉盖升降、移动机构、炉门、炉门移动等组成。炉盖：由炉盖本体、炉盖移动装置、合金加料系统、测温装置、加料装置、真空系统 观察视窗、炉盖冷却系统、控制系统等组成。熔炼炉：熔炼炉体本体、感应线圈（含磁轭）、钢壳炉体、进电系统、冷却系统、水冷液压倾炉机构。炉门：炉门本体、炉门移动装置、轨道、模具小车、炉门冷却系统、炉门控制系统真空系统：加料室真空系统、熔炼炉真空系统、真空测量系统、放气阀、充气阀、真空控制系统等组成。 过滤系统：过滤网、过滤冷阱、过滤罐。液压系统： 由液压站、液压缸、油管、液压控制等组成。气动系统：由空气压缩机、气管、油水分离器气压表等

4、组成，为真空阀门开关提供动力。充放气系统：电动充气阀门、电动放气阀门。向炉内充入惰性气体创造惰性气氛环境和释放真空。电源：中频熔炼电源、电容补偿柜、水冷电缆、导电铜排、水冷电极、电源冷却系统组成。电控系统：PLC控制系统。水冷却系统：闭式冷却塔、分水器、集水器，水路管道、水冷控制、检测等组成。 3.1 熔炼炉组成 熔炼炉体系统由炉盖、炉盖升降平移机构、炉体等组成。3.1.1炉盖：炉盖采用内壁及法兰为奥氏体不锈钢,外壁为碳钢中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构式；炉盖上设置有观察视窗、加料装置、测温装置、取样装置、捣料装置及其转塔机构、真空隔离阀门、真空旁通阀等。3.1.2 炉盖升降移动机构炉盖升降移动机构由炉盖顶起油缸、平移电动系统、轨道等组成。打开炉盖时，通过炉盖升降移动机构先利用液压缸把炉盖顶起，再通过电动驱动的平移机构把炉盖沿轨道平移开走。关闭炉盖反向操作。观察视窗观察窗分别观察炉内熔炼状况、浇注状况、加料状况、测温、取样、捣料等工作及炉内其他状况等。观察窗具有耐热、防污染性能。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

5、状况、 测温、 捣料等工作及炉内其他状况等。观察孔玻璃可以方便的拆卸，以清理玻璃上的污物，观察窗具有耐热、防污染性能。3.2.加料装置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。3.2.3测温装置测温方式有两种：钨铼热电偶测量金属液温度和红外线测温 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或者S型热电偶，测温范围为01600，测温保护管选用不锈钢金属保护管，可以多次使用。保护管为直径10mm，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

6、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。 在线式红外线测温仪，采用美国雷泰双比色红外线测温仪，测量范围800-20003.1.1 炉体ZG-3.0L周期式真空感应精炼炉的炉体为圆筒状，内径3600mm,双层水冷结构，内壁为304不锈钢,外壁及加强筋为Q235碳钢，炉体内外壁之间有加强筋，足够钢度和强度，抽负压不会变形，安全可靠。炉壳用自动焊机焊接而成，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。真空熔室的内壁，都经过仔细打磨抛光，再加真空涂层，表面光滑，因此只要用简单的机械清洁方法，即可以除去在熔室内因熔炼过程中气化而产生的金属挥发物和脏物。减少气体吸附，防止氧化腐蚀。这样既有利于缩短抽气时间，又可获得一个良好的真空极限。 炉门炉门是模具出入的真空熔炼炉的通道，炉门为悬挂式，左右开启，开启和关闭都为液压油缸驱动，左右移动为电机驱动。炉门为双层水冷夹层结构，炉门上开有观察视窗可以观看炉内工作状态。模具小车：模具出入炉体靠模具小车移动，模具小车分为炉内部分和炉外小车两部分，模具小车依靠电机链条驱动。见下图： 3吨真空熔炼炉体：感应线圈是整个感应炉的心脏

7、，感应线圈由中频电源供电，在中频电压、电流的作用下产生强大的磁场，此磁场使炉膛内的金属产生涡流而发热，线圈是电能转换热能的关键。所以线圈设计就显得优为重要，本电炉的线圈是结合国内外中频炉实际使用状况，根据电磁场原理，通过计算机分析计算而确定的较佳方案。 感应线圈线圈参数：高度：1400mm，内径：960mm，匝数：12匝，频率：1000HZ.感应线圈采用优质T2紫铜管绕制而成，总共为3组感应线圈并联，上下两端都有不锈钢冷却水环。感应线圈采用包扎云母带和浸绝缘漆工艺, 外表再喷涂一层灰色绝缘漆，绝缘层的耐压大于5000V。感应线圈由焊接在其外圆周的数列螺栓和绝缘撑条固定。线圈固定后，其匝间距误差不大于2mm。感应线圈在设计时考虑到铜管的固有长度的影响，将铜管的焊接处下引电、引水部位结合，使每组感应线圈为整根铜管绕制而内部不需要焊缝。在感应线圈的上部和下部都设有不锈钢水冷圈，其目的是使炉衬材料在轴向受热均匀，延长炉衬的使用寿命。在感应线圈的出水口处，按水路分别安装数个水温温度探头，当某一路水发生堵塞水温超高时，可以立即发出警报，并可以自动使中频电源停机。3、磁轭：磁轭是用硅钢片叠制而成的轭

8、铁，它均匀的分布在供应线圈的四周，磁轭的作用是约束感应线圈的漏磁向外扩散，提高感应加热的效率，另外作为磁屏蔽，减少炉架等金属件的发热，还期待加固感应器的作用。（1）磁轭的结构：由矽钢片、不锈钢板、不锈钢夹子、冷却铜管和铜板组成，其中不锈钢板与不锈钢夹子通过焊接连接，冷却铜管与铜板焊接在一起，并设置在矽钢片和不锈钢板之间，不锈钢夹子将不锈钢板、铜板和矽钢片联成一整体。（2）矽钢片的特点：我公司采用的矽钢片为武钢【型高硅矽钢片，含硅量为4.5%；厚度为0.35mm；导磁率达10000高斯以上；晶粒取向硅钢片。具有：1、铁损低。2磁感应强度高。3、叠装系数高。硅钢片表面光滑，平整和厚度均匀，叠加系数就高等特点（3）仿型结构磁轭的优点：磁轭采用仿形结构，其内弧面的弧度与感应线圈的外圆弧度相同，使磁轭可以紧贴感应线圈外侧均匀分布，最大限度的约束线圈向外发散的磁场，减少外磁路磁阻。磁轭由二侧的不锈钢板和不锈钢夹件夹持，焊接固定。在二侧的不锈钢板上焊有冷却水管，用于冷却磁轭。冷却水管可以承受0.45Mpa水压，15min内无泄漏。磁轭总装后，弯曲度不大于4mm，理论中心线与实际中心线偏差不大于3mm。 磁轭和线圈之间由里向外垫有聚四氟乙烯板、石棉橡胶板。聚四氟乙烯板具有高的绝缘强度和高的耐温性能，石棉橡胶板具有高的耐热性能。这样就确保了磁轭和线圈之间的绝缘和耐热性能。每根磁轭用固定在炉壳上的丝杆顶住固定，在线圈的一周形成均匀的顶力，这样既固定了磁轭又固定了线圈，在熔化和出炉的过程中，线圈不会产生移动。3.4.2倾炉机构倾炉机构由液压站、油缸、液压油管。控制系统组成。液压缸安装在熔炼炉两侧，倾炉时，油缸升起支撑炉体翻转。可以向前翻转100度。3.4.4 进电系统 进电包括两部分，首先采用六根水冷电缆连接中频电源和炉体部分，水冷电缆的固定在炉体右边的进电盘上，然后炉内部分再利用六根柔性水冷电缆从进电盘上一端和感应线圈上的六个进电接口连接。当感应线圈倾转时，炉内的水冷电缆随线圈转动，

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