1 型號與主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 電爐型號： ＺＧ－0.1 Ｌ

1.2 容量（以鋼計(jì)）： 0.1t

1.3 工作溫度： 1700℃

1.4 極限真空度： 6.6×10-2Pa

1.5 工作真空度： 6.6×10-1Pa

1.6 壓升率（漏泄）： 0.06Pa/min

1.7 輸入電源電壓： 380V±10%

1.8 輸入相數(shù)： 3相

1.9 輸入電源頻率： 50Hz

1.10 輸出中頻電壓： 250V－375V

1.11 輸出中頻頻率： 2000Hz

1.12 中頻輸出功率： 200kW

1.13 冷卻水量： 16m3/h

1.14 設(shè)備總重量： 8t（計(jì)算值）

2 工作原理

100kg真空感應(yīng)電爐是利用中頻感應(yīng)加熱的新型真空熔煉設(shè)備，爐體內(nèi)部設(shè)有一只螺旋型管式線圈，當(dāng)線圈通以中頻電流時(shí)，則產(chǎn)生交變磁場。金屬爐料在磁場作用下，感應(yīng)出電勢，產(chǎn)生環(huán)形電流，這種電流在本身的磁場作用下，集中在金屬爐料的外層（即所謂的趨膚效應(yīng)），使外層金屬爐料具有很高的電流密度，從而產(chǎn)生集中而強(qiáng)大的熱效應(yīng)，已致把金屬爐料加熱或熔化。

3 結(jié)構(gòu)性能和優(yōu)點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

100kg真空感應(yīng)電爐具有下列優(yōu)點(diǎn)：

3.1.1 采用立式爐體、裝料方便，爐底和爐蓋都是三圓弧形的，容易清掃，開啟方便，由于設(shè)有止口密封圈，不易遭受破損和受熱的影響。

3.1.2 不論坩堝如何傾斜，電極和感應(yīng)線圈之間的連接都不會中斷，因此能借傾轉(zhuǎn)坩堝來熔化架橋料而不用搗棒，并能帶電進(jìn)行澆鑄，以保持澆鑄時(shí)所需的溫度。

3.1.3 設(shè)有放檢閥（進(jìn)氣閥），可以通入惰性氣體或化學(xué)氣體，對熔化的金屬進(jìn)行保護(hù)，以免氧化。

3.1.4 由于感應(yīng)加熱具有自攪拌性能，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。

3.1.5 效率高、升溫快，在用氧化鎂、氧化鋁、坩堝條件下，全部熔化鋼的時(shí)間約20－30分鐘（熔化時(shí)間一般與冶煉工藝條件有關(guān)）。

3.1.6 準(zhǔn)確性高：

控制熔化的時(shí)間、溫度、成分很準(zhǔn)確，使其工作具有高度的準(zhǔn)確性。

3.1.7 適用范圍廣：

對鐵基、鎳基及其有色金屬都能達(dá)到冶煉的要求。

3.1.8 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(shí)進(jìn)行熔煉。熔化有毒性的金屬時(shí)，可以通過真空機(jī)組，把毒氣排除到室外，進(jìn)行無公害處理。

3.1.9 真空機(jī)組抽氣時(shí)間短：

從大氣到6.6×10-2帕范圍內(nèi)，具有較大的抽氣能力并能保持一個(gè)穩(wěn)定的極限真空。

3.1.10 安全可靠：

如中頻電源過載，感應(yīng)線圈、水冷電纜、擴(kuò)散泵、電容器、可控硅電源等斷水，都有保護(hù)裝置（通過水壓或水溫來保護(hù)報(bào)警）。

綜合上述情況，100kg真空感應(yīng)電爐，無論在使用上，生產(chǎn)效率上以及技術(shù)上都滿足一般常規(guī)的真空熔煉要求。

3.2 結(jié)構(gòu)特征：

3.2.1 爐體（即熔室）：

100kg真空感應(yīng)電爐的熔室是一只雙層壁的立式容器。真空熔室的內(nèi)壁，都經(jīng)過仔細(xì)的拋光，表面光滑，因此只要用簡單的機(jī)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(shí)間，又可獲得一個(gè)良好的真空極限。在真空熔室的后部是排氣孔，電極在傾轉(zhuǎn)坩堝澆鑄時(shí)，仍能進(jìn)行通電。排氣口有百葉窗。可以防止金屬滲入高真空泵內(nèi)，一般說來這個(gè)措施是足夠的，因?yàn)榻饘僬魵馐窃谡婵罩兄苯訑U(kuò)散，然后附著在真空的冷壁上。

3.2.2 爐門：

100kg在爐體開有方爐門，爐門上設(shè)有型殼保溫加熱的接口，另外增設(shè)方爐門有利于型殼的裝夾與取出，便于維修。

3.2.3 爐蓋：

爐蓋上裝有二個(gè)視察孔，雙層石英隔熱玻璃，能觀察到爐內(nèi)的各個(gè)有效位置，同時(shí)可供二個(gè)人觀察冶煉情況，觀察孔玻璃下有自刷機(jī)構(gòu)。以清理玻璃上的污物，爐蓋的開啟是由一個(gè)油缸來提升的，可以輕便的開啟關(guān)閉。

3.2.4 加料、測溫、取樣、機(jī)構(gòu)：

100kg真空感應(yīng)熔煉爐設(shè)有合金加料、在線測溫、取樣機(jī)構(gòu)（用戶選擇項(xiàng)）。

3.2.5 感應(yīng)線圈：

感應(yīng)線圈是一種扁圓形紫銅管制成的，外噴涂絕緣層，通過它們外圍的絕緣板來固定位置，感應(yīng)線圈和進(jìn)出電極間的連接是用兩個(gè)螺母來連接的，拆卸方便，既能保證良好的導(dǎo)電，又能保證可靠的真空密封。

3.2.6 轉(zhuǎn)動電極與傾爐機(jī)構(gòu)：

轉(zhuǎn)軸為同軸供電方式。水冷裝配結(jié)構(gòu)，為用戶免去了以往環(huán)氧樹脂澆鑄電極不能自己維護(hù)之苦，可以自行拆卸。液壓傾爐是由我們研究所自己開發(fā)的液壓閥控制（雙向比例閥門）。

3.2.7 真空機(jī)組：

為了能在整個(gè)熔煉過程中，有良好的工作真空度，機(jī)組配置為KT-600擴(kuò)散泵一臺、ZJ-600羅茨泵一臺、H－150滑閥泵一臺。

3.2.8 在爐蓋上有二個(gè)視察窗，可以視察熔室內(nèi)的熔煉情況。

3.2.9 真空測量：

建議使用熱偶電離兩用復(fù)合真空計(jì)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，真空機(jī)組上還裝有真空壓力表，表壓用以觀察爐內(nèi)粗真空度或保護(hù)氣體的壓強(qiáng)。

3.2.10 測溫裝置：

在爐蓋上部有一個(gè)測溫裝置。當(dāng)需要測溫時(shí)，可以裝上熱電偶和熱電偶保護(hù)管（一般用金屬陶瓷）。進(jìn)行測溫時(shí)，只須轉(zhuǎn)動手柄，讓熱電偶插進(jìn)坩堝金屬液內(nèi)。有一個(gè)齒條操作機(jī)構(gòu)，以便使熱電偶在液面停止，從數(shù)字表可讀出溫度數(shù)值，也可以使用光學(xué)測溫或遠(yuǎn)紅外輻射溫度計(jì)通過視察窗測量溫度。

3.2.11 進(jìn)電系統(tǒng)：

進(jìn)電系統(tǒng)采用同軸水冷，小辮式進(jìn)電，效率高、拆裝方便。

4 試車與運(yùn)行

4.1 試車前的檢查

4.1.1 可控硅中頻電源檢查，詳見中頻電源說明書。

4.1.2 真空機(jī)組接通H－150旋片真空泵的電源后，檢查泵的旋轉(zhuǎn)方向，是否符合泵罩上的箭頭指示方向，如旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，可以調(diào)換三相電源相序。同樣方法檢查羅茨泵。

4.1.3 水冷系統(tǒng)：

打開主水閥和各個(gè)分水閥，水流顯示各支路水流是否暢通，冷卻水管道須按水冷系統(tǒng)圖連接。

4.2 運(yùn)行

4.2.1 操作前的檢查工作：

4.2.1.1 檢查熔室里邊的衛(wèi)生和潮濕情況，構(gòu)件有無破損，能否阻礙工作，如發(fā)現(xiàn)有問題時(shí)，處理解決；

4.2.1.2 檢查整個(gè)水冷系統(tǒng)，水壓應(yīng)符合0.15－0.3MPa的壓力規(guī)定，總流量不小于2.5立方米/時(shí)，特別注意感應(yīng)線圈的水流情況；

4.2.1.3 檢查配電部分，是否完整良好，有無短路，斷路情況；

4.2.1.4 檢查感應(yīng)線圈匝間距離，有無短接，有無金屬雜物落入；

4.2.1.5 檢查電源電壓是否穩(wěn)定，如電網(wǎng)電壓變動超過±1５％，即不應(yīng)開爐，以免損壞。

4.3 操作順序：

4.3.1 裝料前，必須對整個(gè)爐內(nèi)進(jìn)行檢查，例如：線圈坩堝、錠模的干燥情況、清潔情況等，一切正常后即可裝料；

4.3.2 檢查真空容器封閉情況，在各部封閉良好后，合上容器蓋，檢查滑閥泵油標(biāo)，看油量是否符合要求，啟動滑閥泵進(jìn)行抽真空，打開預(yù)真空閥對Z－400油增壓泵進(jìn)行抽氣；

4.3.3 預(yù)真空抽到小于10Pa，關(guān)閉預(yù)真空閥，打開低真空閥，對熔室進(jìn)行抽氣至小于10Pa，與此同時(shí)打開K－400油增壓泵冷卻水閥門，接通電源進(jìn)行預(yù)熱，一般加熱60分鐘后，油增壓泵即能開始工作，可開始對感應(yīng)線圈進(jìn)行送電；

4.3.4 打開設(shè)備的各冷卻水閥門；

4.3.5 檢查電壓調(diào)壓器的指針，是否指零，按中頻電源說明書啟動逆變系統(tǒng)；

4.3.6 按工藝調(diào)整到合適的工作功率上進(jìn)行冶煉（按工藝要求來調(diào)整功率）；

4.3.7 調(diào)整中頻電壓和電流時(shí)，注意中頻電壓與直流電壓的比是否正常；

4.3.8 在金屬接近熔化時(shí)，必須注意觀察爐內(nèi)情況，如果發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)金屬液氣化較激烈時(shí)，應(yīng)降低功率，必須按真空度和爐溫情況來調(diào)節(jié)功率，避免激烈氣化與飛濺；

4.3.9 在熔化完畢進(jìn)行澆注時(shí)，須密切注視澆注情況；

4.4 操作中的注意事項(xiàng)：

4.4.1 操作者在操作之前，必須通過熔煉實(shí)習(xí)，了解各部分運(yùn)行原理，以免在操作時(shí)發(fā)生人身和設(shè)備損壞事故；

4.4.2 在非真空澆鑄時(shí)，操作者一定要帶好防護(hù)用具，特別是防護(hù)罩；

4.4.3 對真空冶煉設(shè)備而言，冷卻水是重要的，當(dāng)感應(yīng)線圈冷卻溫度過高時(shí)，易使線圈變形甚至熔化，因此在發(fā)現(xiàn)停水時(shí)（爐溫在1500－1600℃）首先應(yīng)停止向感應(yīng)線圈及真空泵送電，再把真空閥門關(guān)閉，打開備用水箱開關(guān)，以免損壞設(shè)備和影響正常工作。因此在熔煉過程中，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查，注意調(diào)節(jié)水量，各部冷卻水溫升不應(yīng)超過20℃；

4.4.4 如果熔室處于真空狀態(tài)，應(yīng)先啟動滑閥泵然后再打開真空閥，避免拉壞閥門。

5 日常維護(hù)及注意事項(xiàng)

5.1 在開始熔煉后，當(dāng)熔室壓強(qiáng)低于10Pa時(shí)方可給爐體，感應(yīng)線圈及油增壓泵冷卻水，以免爐體及感應(yīng)線圈表面凝結(jié)水滴而使在抽氣時(shí)間影響真空度。當(dāng)熔煉完畢后，破壞熔室真，應(yīng)先停止?fàn)t體冷卻水，同時(shí)維持感應(yīng)線圈出口溫在34－50℃范圍內(nèi)。

5.2 當(dāng)熔煉時(shí)熔室壓強(qiáng)低于30Pa時(shí)，方可利用油增壓泵進(jìn)行抽氣，高于30Pa時(shí)，應(yīng)關(guān)閉高真空閥，只開低真空閥，利用滑閥泵直接抽氣。

5.3 禁止在高真空抽氣時(shí)破壞爐體真空以免油增壓泵被氧化而不能工作。當(dāng)油增壓泵停止工作時(shí)，冷卻水應(yīng)繼續(xù)流通，約30分鐘方可切斷泵的冷卻水。

5.4 在熔煉過程中滑閥泵應(yīng)經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)，不能停止。如果進(jìn)行高真空抽氣，可打開高真空閥，關(guān)閉低真空閥，如要進(jìn)行低真空抽氣（只用滑閥泵抽氣），關(guān)閉高真空閥打開低真空閥。

5.5 爐體轉(zhuǎn)動密封部分應(yīng)妥為保護(hù)，經(jīng)常加入密封油脂，經(jīng)常保證良好的密封。密封油的飽和蒸氣壓在常溫時(shí)應(yīng)不大于1.3×10-5Pa。

5.6 由于熔煉的進(jìn)行，在熔室的內(nèi)壁被凝結(jié)的水汽所潤濕，這潤濕了表面吸附氣體將影響真空度，增長抽真空時(shí)間，所以隨時(shí)擦干和清潔潤濕了內(nèi)壁，對縮短抽氣時(shí)間是很重要的。

6 成套設(shè)備

6.1 成套設(shè)備包括：

6.1.1 電爐本體及真空機(jī)組； 1套

6.1.2 可控硅與變頻裝置； 1臺

6.1.3 100kg操作箱； 1臺

6.1.4 液壓站； 1臺

6.1.5 水冷系統(tǒng)（不包括管路）。 1套

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