海北真空连铸炉

真空连铸炉简介 

1 用途

50 公斤真空下连铸炉是在真空条件下利用中频感应加热原理进行熔化金属、并用一套引锭机构拉铸金属的现代化设备。它能严格控制温度和合金成份，具有一定的电磁搅拌和强大的真空脱气能力，可用于高级精密合金、高纯度金属在真空条件下或充惰性气体情况下进行熔炼和拉铸。

如果选用石墨坩埚或者用石墨掺耐火粘土的坩埚，便可以通过间接的加热方法熔化低电阻的金属及其合金，例如：金、银、铜、铝、青铜等。

2 主要参数

2.1 设备总功率： 115 kW

2.2 电源电压： 380 V

2.3 电源频率： 50 Hz

2.4 额定容量： 50 kg（以钢计）

2.5 中频额定功率： 100 kW

2.6 中频额定电压： 375 / 250 V

2.7 中频额定频率： 2 ~ 2.5 kHz

2.8 额定温度： 1700℃

2.9 熔化率 (1600℃ )： 约 50 kg / h

2.10 极限真空度： 0.66Pa

2.11 工作真空度： 6.6Pa

2.12 压升率： 0.13Pa/ min

2.13 熔室有效抽速： 300 L / S

2.14 电耗： 115 kWh / t

2.15 耗水量： 6 m3/h

2.16 总重量： 3.5 t (计算值)

3 熔炼工作原理

50 公斤真空下连铸炉是利用中频电磁感应石墨间接加热原理进行加热的真空熔炼设备，炉体内部设有一只螺旋型管式线圈，当线圈通以中频电流时，则产生交变磁场，石墨在磁场作用下，感应出电势，产生环形电流，这种电流在本身的磁场作用下集中在石墨的外层（即所谓的趋肤效应），使外层石墨具有很高的电流密度，从而产生集中而强大的热效应,石墨坩埚达到一定温度金属炉料自然会被间接加热并熔化。

熔化后的金属溶液由坩埚下部的导流管流出，在流出的过程中通过水冷结晶器逐渐的固化；由于结晶器的吸热作用，使金属液柱急剧冷却从而使金属晶粒按一定的形状排列，由引出机构引出，从而连续得到特制形状的棒料或板料。

4 结构性能和优点

4.1 优点：50 公斤真空下连铸炉具有下列优点

4.1.1 采用立式炉体，装料方便，炉盖是三圆弧形的，容易清扫；炉盖和炉体是用提升机构连接，开启方便，由于设计有止口，密封圈不易遭受破损和受热的影响；炉体、炉盖为水冷结构。

4.1.2 设有放气阀（进气阀），可以通入惰性气体或化学气体，对熔化的金属进行保护，以免氧化。

4.1.3 具有一定自搅拌性能，使熔化合金均匀而不产生偏析，而且还能加快脱气速度，使熔炼的合金均匀，气体含量少。

4.1.4 效率高、升温快，在用石墨坩埚条件下，全部熔化钢的时间约 30—50 分钟（由工艺条件决定）。

4.1.5 准确性高：控制熔化的时间、温度、成分很准确，使其工作具有高度的准确性和可操作性。

4.1.6 适用范围广：对铁基、镍基及其有色金属都能达到冶炼的要求。

4.1.7 使用方便：劳动条件好、备有成套的电源，炉体及附件等，可以随时进行熔炼。熔化有毒性的金属时，可以通过真空机组，把毒气排除到室外，进行无公害处理。

4.1.8 真空机组抽气时间短：从大气到 6.6×10 -1帕范围内，具有较大的抽气能力并能保持一个稳定的极限真空。

4.1.9 安全可靠：如中频电源过载，感应线圈、中频电缆、电容器、可控硅电源等断水，都有保护装置。

综合上述情况 50 公斤真空下连铸炉，无论在使用上，生产效率上已及技术上都能满足一般常规的真空熔炼要求。

4.2 结构特征：

4.2.1 炉体（即熔室）：

50 公斤真空下连铸炉的熔室是一只双层壁的立式容器，内径为 80 厘米，圆柱体的高度为85厘米，真空熔室的实际有效高度为 110 厘米。炉盖也是双层壁的，双层壁之间通入冷却水。真空熔室的内壁，都经过仔细的抛光，表面光滑，没有尖角和突棱的存在，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。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。

4.2.2 操作台：

真空熔室安装在一个坚固的槽钢操作台上。它是工作人员工作和操作设备的场所。

4.2.3 加料：

为了在真空熔炼过程中添加各种元素或二次加料，因此在炉盖上装有特制的加料装置，加料装置与熔炼室之间有一个隔离阀；它可在工艺允许的情况下连续对炉内加料。操作方式有二种：手动方式和自动方式（由用户选择）。

4.2.4 感应线圈：

感应线圈是一种矩形紫铜管制成的，匝与匝间有 4—5 毫米的间隙，通过他们外围的绝缘板来固定位置，感应线圈和进出电极间的连接是用螺母来连接的，拆卸方便，既能保证良好的导电，又能保证可靠的真空密封。线圈内放有一个坩埚，线圈与坩埚之间要有 1—2 毫米厚的玻璃丝布以免线圈碰着导电性坩埚造成短路，另外也防止线圈直接受坩埚的热辐射，在线圈的底部焊有四块支承板，是用来支托坩埚的。如果使用的是导电性坩埚，如石墨坩埚，线圈不应直接与坩埚接触，在接触处应垫上耐高温的绝缘垫。最 大线圈电压是 250 伏左右，在特殊情况下，还要低些。以免引起真空放电，尤其在熔融金属有快速的气化倾向时，更容易发生放电现象。为防止放电可在线圈上涂高温绝缘漆和塑性氧化铝。

4.2.5 水冷电极：

水冷电极具有导电通水的双重任务，在炉子的外面，电流是从中频电源设备沿着水冷铜排传导来的。铜排接到水冷铜电极上，铜电极通入真空熔室，把电流和冷却水带给感应线圈。

4.2.6 坩埚：

当坩埚用在真空中去熔融金属时,用户可以根据金属的性质自己选择制造坩埚的材料和工艺，但坩埚的尺寸应符合设计图纸的要求。

4.2.7 连铸机构：

连铸机构应客户要求制定。由结晶器，牵引小车，道轨等组成，牵引对轮由一台力矩电机驱动，能够满足恒力矩宽调速的使用要求。牵引小车道轨在炉体底下与操作台相连，拆卸方便。

4.2.8 真空机组：

为了能在整个熔炼过程中，有良好的工作真空度及真空抽速，故本设备选用 ZJ—300罗茨泵一台和 2X—70 机械泵一台。阀门为气动电磁控制，操作方便可靠。有充、放气阀，气源用户自备。

4.2.9 真空测量：

建议使用 ZDO--I 热偶真空计，表头刻度热偶是由 13 到 1.3×10 -1Pa，随电炉附带热偶真空规 1 个。炉盖上装有 0.1MPa—133Pa 的负压压力表，以观察炉内真空或保护气体的压力。

4.2.10 视察装置：

在炉盖上有一个视察窗，可以视察熔室内的熔炼情况。它有四组耐热石英玻璃。用来保护视察窗上的视察玻璃，不受到金属蒸气的污染。只有在观察的瞬间内才能暂时移开挡热板。挡热板由一个手柄操作，玻璃损坏时，可以很方便的调换。

4.2.11 冷却系统：

它是用来提供炉体、电源、感应器和水冷结晶器的用水的。进水管上有电接点压力表用于监示水的压力。

4.2.12 温度测量：

因为温度对连铸工艺有着直接的影响，所以在温度测量上要求比较严格。本设备主要的测温处为金属溶液温度、金属出口处温度和通过水冷结晶器处金属温度。一般采用接触式（热电偶测温）测温，也可以使用光学测温或红外辐射温度计通过视察窗测量温度（用户自备）。测温方式由用户指定。设备提供测温装置和显示仪表。

4.2.13 控制部分：

控制部分由熔炼电源、真空机组和牵引机构几部分控制组成。由PLC可编程序控制器控制，标准配置为模拟屏操作（可选配触摸屏操作）；熔化功率大小可调控并显示；带远程通讯端口（用户选配）。

5. 设备组成

50 公斤真空下连铸炉成套设备大件分为如下四部分

5.1 炉体附件及真空系统。

5.2 引锭机构。

5.3 可控硅电源系统。

5.4 水冷系统