真空感应熔炼炉用户手册

1真空感应熔炼炉用户手册联系电话139912398432目录1前言32真空感应熔炼炉电源43真空感应熔炼炉结构64真空感应熔炼炉的操作说明125真空感应熔炼炉的保养156真空感应熔炼炉的日常维护20共26页3真空感应熔炼炉是生产高品位高纯、精密合金材料、精密铸件的有效装备。真空感应冶炼是特种冶金中最最常用的一种冶炼工艺。真空感应冶炼炉在实验室，机械厂，冶金厂，材料厂，应用非常广泛。从几人、十几人的小工厂到几百几千人的中型大型厂都能见到真空感应冶炼炉。真空感应冶炼炉一般除实验室冶炼外多数和特种铸造工艺联系在一起。有先进的工艺才能最大限度的发挥真空该应熔炼炉的作用。真空感应熔炼炉是生产高附加值合金铸件的常用设备。真空感应冶炼是较复杂的一种材料加工技术，它需要多方面的理论知识，如冶金学，金属凝固学，机械学，材料学和无机化学等，更需要在实践中总结出各种经验，这样才能不断提高生产合金铸件的成品率及质量。鉴此我们公司对真空感应冶炼炉做以简单的介绍，供共同提高发展。由于本公司人员学识有限，文中不妥处在所难免敬请批评指正。作者：何晓军修改日期；2015年10月4一真空感应熔炼炉电源1集成化变频装置概述集成化变频电源是采用本公司先进的SCR控制集成真空中频变频电路板配合整流，滤波，逆变，中频，变压，中频电容而成的电源装置。本装置可以广泛应用于金属熔炼等感应加热领域，装置将50HZ的交流电经过三相全控整流，滤波后逆变为1800HZ---2500HZ的单相直流电，再经过电容和变压输出。本装置为水冷却电源。本装置按照ZBK46001技术条件生产。2使用环境用户使用本装置需要具备以下条件2.1环境温度0---40摄氏度2.2环境相对湿度不大于85%（相当于20摄氏度环境温度）2.3无导电和以爆炸的尘埃，没有腐蚀金属和损坏绝缘的气体和蒸汽的场所。2.4本装置应直立安装在无剧烈震动冲击，无其他强大电磁干扰的场所。2.5电网为正弦波，谐波失真不大于+-5%，电压持续波动范围不得超过+-10%，三相电压各相之间不平衡度小于+-5%。2.6水质要求：酸碱度为6—9范围内硬度不大于10度（即每升水中含氧化钙小于100毫克）5进水温度5——35摄氏度，水温温升不超过10摄氏度水压为0.05——0.2Mpa3SCR控制电路板采用先进的IC工艺设计制作的集成电路作为控制系统的核心，控制能力强，集成度高，省去三相同步环节，整个控制板体积小连线少，安装调试简单，维修方便，省时省力。该控制板有完善的过流，过压，限流，限压等多路保护系统，若电路出现故障，保护系统能在短时间内动作，可靠的保护电源及负载系统的器件。调整方式：电流电压双闭环调节。启动方式：零电压软启动。4操作说明熟悉操作柜面板上的操作原件功能：作者在操作本装置之前，应对柜面板中的仪表，指示灯，按钮等有一定程度的了解。装置的启动：按控制电路开启按钮，则控制电路指示灯亮。装置给水，使水压声光报警灯灭.合主回路断路器，则主回路显示灯亮。按逆变电路合，逆变显示灯亮。顺时钟缓慢旋动功率电位器，若装置无问题，则听到清晰的中频声，视为启动成功停止程序6将电位器逆时钟旋转到最小。按逆变电路分按钮，则逆变显示灯灭按下主回路分，则主回路显示灯灭按控制电路分按钮，则控制电路显示灯灭若按启动程序不能启动成功，在控制板上过流显示灯反复几次亮后，则应调整电流信号方向或检查线路是否故障。二ZG-0.05L（50公斤铁）周期式真空感应冶炼炉结构一、设备用途1.ZG-0.05L周期式真空感应电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）。在真空状态下进行各种金属熔炼并浇铸，从而得到高质量材料的熔炼设备。主要用于高温合金、精密合金，稀土材料，有色金属等特殊难熔金属的熔炼提纯。一般坩埚内温度可达到1700°C。如采用氧化锆坩埚可以达到1900°C，采用石墨等导电材质坩埚和适当保温材料时温度可达2300°C。能严格控制温度和合金成份，并具有电磁搅拌的能力。用石墨坩埚或者石墨掺耐火粘土的坩埚，可以通过间接加热的方法熔化低电阻的金属及其合金，例如：金、银、铜、铝、青铜等二、主要参数7名称单位数值设备总功率千瓦（kW）电源电压伏（V）380（三相）电源频率赫（Hz）50额定容量公斤（Kg）50（铁）额定功率（输出）千瓦（kW）额定电压（输出）伏（V）375额定频率赫兹（Hz）2500（自动跟踪）最高工作温度度（℃）和坩埚有关工作温度度（℃）1600极限真空度帕（Pa）6.67×10-3（空炉冷态）压升率帕/小时（Pa/h）4锭模加热方式：电阻加热测温方式热电偶测温和红外测温仪坩埚材质石墨、镁砂，刚玉搅拌方式电磁搅拌耗水量立方米/小时（m3/h）12.0真空系统：KT-400油扩散泵，ZJP600罗茨泵，H150滑阀机械泵可充保护气氛：氩气冷却方式：闭式冷却塔8三、工作原理真空感应熔炼电炉是利用中频感应加热的新型真空熔炼设备，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。金属炉料在磁场作用下，感应出电势，产生环形电流，这种电流在本身的磁场作用下，集中在金属炉料的外层（即所谓的趋肤效应），使外层金属炉料具有很高的电流密度，从而产生集中而强大的热效应，已致把金属炉料加热或熔化。四.ZG-0.05L周期式真空感应熔炼炉的结构炉体采用立式结构，上装料，侧门出料方式。其主要组成为：电炉本体、感应加热装置、进电装置、测温装置、合金加料装置、真空系统、中频电源、电气控制系统、炉盖液压启闭装置、工作台、闭式水冷系统等。4.1熔炼炉体系统：熔炼炉体由主炉体、炉盖、炉盖启闭装置等组成。4.1.1炉体ZG-0.05L周期式真空感应炉的熔炼炉体内外壁均为304不锈钢，，内外炉壁之间通冷却水的双层立式水冷结构，炉体内外壁之间有加强筋，足够刚度和强度，抽负压不会变形，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，在炉体上设置主真空管道接口、进电接口、进水接口，充、放气阀等接口，旋转侧炉门。9真空熔炼室的内壁，都经过仔细的抛光，表面光滑，没有尖角和突棱的存在，炉体的左侧为进电进水装置接口，后侧是真空泵接口。4.1.2炉盖：炉盖内外壁及法兰材质为304不锈钢，中间通冷却水的双层水冷椭圆形封头结构形式；炉盖上设置有：加料、测温、观察视窗等装置、捣料杆等。为了在真空熔炼过程中添加各种元素，因此在炉盖上装有特制的五-六格加料器，它有盖，能把加料器进行真空密封。在熔炼抽真空之前，把元素预先放在加料器中，在添加元素时借手轮转动加料器对准分度，元素便从开口落到料斗上，另有一手把柄翻转料斗，把元素送到坩埚上口后，有一块控料板，就自动打开，让斗内的元素从靠近熔融金属液面上流入，避免喷溅，然后借弹簧扭力自动复位。炉盖上手动扭转，升降采用电动机升降。4.1.4观察视镜炉盖上装有2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，同时可供观察炉内熔炼状况、测温、浇铸等工作及炉内其它状况等。我公司的观察视窗设计独特，每个圆形的观察视窗上安装有6块石英玻璃。呈60度分布，观察玻璃可以转动，当一块玻璃脏10了，可以旋转使用下一块玻璃观察，比只有一块固定观察玻璃的视窗先进。4.1.5测温装置：工作原理是根据金属的热电效应，利用热电偶两端所产生的温差电热测量物体的温度。在炉盖上部有一个测温装置。装上钨铼电偶和热电偶保护管。进行测温时，让热电偶插进坩埚金属液内测温，通过补偿导线和外部的温度数字显示仪表连接显示实时温度。4.1．6工作平台：设有工作台是站操作者的地方。4.2感应加热系统由感应线圈、进电装置、倾炉机构、绝缘装置等组成。4.2.1真空感应熔炼炉感应器：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两个螺母来连接的，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3—2毫米厚的石棉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。就线圈的匝数而言，不是一成不变的。根据不同的工作条件，可以有几种设计，而我们现在配套的一种线圈，适用性11是最广泛的。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和转轴上涂高温绝缘漆和塑性氧化铝。4.2.2倾炉机构熔炼炉倾翻为液压倾动，能够前倾100°，翻炉按钮液压控制，具有限位装置。炉嘴可最大限度地减少浇流的水平位移，易于把钢水注入锭模。4.2.3导电闭环连接我公司真空熔炼炉电源与炉体之间采用传统的软电缆连接。4.3导电转轴：转动电极是一转动的同心导电的密封装置，它具有导电通水的双重任务，在炉子的外面，电流是从中频设备的电容器组，沿着导电母排通过导电环传给导电转轴，导电转轴将强大电流通入真空熔室，把电流和冷却水带给感应线圈。同心电极进入真空熔室时，采用真空橡胶密封，它可以把线圈、坩埚和熔炼金属连在一起转动。在真空熔室外面的一段上装有一个连杆，用手动连杆可倾炉浇注。4.4坩埚：坩埚尺寸为外径225mm,内径190mm,外高470mm,内高450mm,.一般坩埚材质有刚玉、镁砂、氧化锆等。用户根据需要选择适合的材质。124.5、浇注锭模及真空浇铸锭模是浇注的模具，锭模的形状和材质根据用户浇注的铸件形状和熔炼的金属特性选择，锭模在真空加料时放入真空熔炼炉内，导流嘴前方，摆放好位置，固定好。真空熔炼完成后，手动倾炉浇注，通过视窗一边观察一边浇注，浇注可以断电也可以带电浇注，浇注完毕，破真空移出锭模，脱模。4.8充放气系统ZG－0.05L周期式真空感应熔炼炉在真空管道上配置有充气阀和放气阀。充气阀门是向炉内充入惰性保护气体，创造熔炼气氛，调节真空室内压力满足熔炼需求。放气阀是释放真空。三真空中频感应熔炼炉操作说明一、送电，送水（开机准备）1、合上开关柜的铸造电源和铸造控制总开关，检查并合上闭式冷却塔总开关。检查分水器阀门、集水器阀门、闭式冷却塔阀门打开、检查主水箱、副水箱水位。2、检查电路电路有无短路或断路，检查电线是否破坏。合上真空中频电源柜主回路开关，合上控制柜内所有开关。检查转动部位是否有杂物和障碍。详细参阅真空中频电源的使用说明书，熟练中频电源启动停止操作步骤。133、检查闭式冷却塔控制柜面板旋钮位置在关闭位置，合上水路控制柜内：主开关。开启水泵、喷淋、风机，开启冷却水泵。检查运行情况，检查水排水压表。熔炼设备开启前送水。（设备停止后2小时再：关闭风机，关闭水路控制柜内喷淋泵、主水泵开关）4、检查电源控制柜情况，检查水路控制柜和冷却塔工作情况，确认水路阀门打开，水流量充足，调整水排各阀门控制水流量。检查保护气体管路正常，气体量充足，确认无误后再进行下部操作。二、预抽真空5、按真空系统操作规范，检查真空泵油位和油的质量。开启机械泵，开启预抽真空阀。开启油扩散泵。扩散泵预热时间为40-60分钟，扩散泵才能达到工作状态。若不需要高真空熔炼此步骤省略。6、装料、装模具（模具和出模具时必须关闭模具加热），注意：料和模具应先除锈除除油污除水气。难熔的、大块的料装在坩埚中下部；大块料的间隙中要填入小块料；小块料装在上部上部要松散；长棒形料要竖直装入，下紧上松；熔点低的成分最后加入。具体由真空中频熔炼工艺和一般装炉要求装炉。7、装料结束后，旋转炉盖到合炉位置，关闭炉盖，手动关闭放气阀。关闭侧炉门。148、预抽阀门关闭，打开粗抽阀，1分钟后打开真空计。9、当真空度达到1000--800Pa时开启罗茨泵。当真空度到40--100Pa时开启预抽阀，开仪表开关，此时可以加熔炼功率升温并开启模具保温。（熔炼功率开启和关闭参阅熔炼电源操作规范；保温开启方法：保温开启--保温设置到手动--冷态保温功率到50%，热态直接到70-80%）10当真空度达到优于5Pa时关闭粗抽阀。打开高真空阀，使其真空达到要求工艺真空度。五、高真