0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体系统分析

0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体系统分析

1、熔炼炉体系统组成

熔炼炉体系统由炉体、炉盖、炉盖升降移动机构组成

2、炉体结构分析

0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体内壁为8mm厚的304不锈钢，外壁及加强筋为Q235碳钢，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，

真空熔室的内壁，都经过仔细打磨喷砂处理，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。

在炉体上设置主真空管道接口、进电接口、与锭模室接口、充气接口、放气阀等法兰接口；炉体内安装感应熔炼炉和倾炉机构等；炉体外设置炉体室内照明和防污染的局部自动吹气保护设施。

3、熔炼炉炉盖：

炉盖采用内壁及法兰为304不锈钢，外壁为Q235碳钢中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构形式；炉盖上设置有主加料、测温、取样及其转塔机构、真空阀门、真空压力表、防尘隔热挡板、测温系统、观察视镜和局部吹气保护系统、工作台和护栏等组成

3.1、炉盖升降移动机构

炉盖升降移动机构由炉盖顶起油缸、手动平移系统等组成，通过

炉盖升降移动机构先利用液压升降系统把炉盖顶起，再通过手动平移机构把炉盖移开，实现对坩埚装料、炉体内部维护等。

3.1.4熔炼炉观察视镜

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。

我公司真空熔炼炉的观察视窗设计独特，每个圆形的观察视窗上安装有3块石英玻璃。呈120度发布，3块观察玻璃可以转动，当一块玻璃脏了，可以旋转用下一块玻璃观察，比只有一块观察玻璃的视窗先进。

3.2熔炼炉转塔、加料及测温、取样系统

3.2.1转塔

由转轴、轴承、油缸、支臂组成，实现360旋转。

转塔由主加料、测温取样构成一个整体。

3.2.2加料装置

由加料仓、挡板阀、加料室等机构组成。在不破坏真空的情况下进行补充主加料和合金加料。

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。在容器抽真空之前，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0

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。

主加料是在冶炼的过程中补充加料，加料仓和熔炼室之间有插板阀，将料放进料仓，对料仓抽真空，压力平衡，打开插板阀，料仓的原料加入到熔炼炉内。关闭插板阀，整个加料过程不会影响熔炼室的真空度。

3.2.3测温、装置

配热电偶温度测试系统和红外辐射温度测试系统各一套。热电偶温度测控系统在中温及以下温区工作，红外辐射温度测控系统在高温区工作。

热电偶装在炉体真空管道上，配石英或Al2O3热电偶保护管。进行测温时，只须转动手柄，让热电偶插进坩埚内。有一个适当的杠杆机构，以便使热点电偶在吸气口前停止住，因此装料和浇注等操作能毫无阻碍的进行。

红外辐射温度测量通过视察窗测量温度测量高温更加精确，如果为了准确测量高温区域，可以选配红外线测温仪和热电偶测温互补使用。红外线测温仪可以选配采用国产或者美国镭泰双比色红外仪测温仪。

3.2.4侧开门

浇铸时为了方便铸锭的取放和对设备内部维护，在浇铸室前面设计一个门。使设备在运行过程中能够方便地进行装取锭模或者钢包，有效地方便了操作工序。侧门内壁为304不锈钢，外壁及加强筋为Q235碳钢，内外炉壁之间通冷却水的双层水冷结构，炉门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。

3.2.5熔炼炉锭模室：

锭模室采用内壁及法兰为不锈钢外壁为碳钢中间通冷却水的双层水冷方形结构形式；锭模室与熔炼炉体相贯连在一起，中间通过方形法兰和电动插板阀连接；锭模室由锭模门、辅真空管道、真空测量、观察视镜接口等组成；内部安装锭模车及锭模移动机构；锭模室门通过电机/手动拖动实现平移锭模室门外设有锭模车轨道架；另设有充气及放气装置。熔炼炉浇铸过程：

将放有锭模的锭模托架用锭模小车放进锭模室内，锭模托架室下方具有液压升降装置，待熔炼炉熔炼时，锭模室抽真空，真空度达到平衡，压差阀打开，这时熔炼炉完成熔炼，锭模托架装置下方的升降装置将锭模升起接近隔离阀，靠近熔炼炉，倾炉浇铸熔液浇铸到锭模内，浇铸完毕，锭模下降复位，隔离阀关闭，熔炼炉室继续抽真空熔炼。锭模室破真空，取走锭模，开始下一炉的准备工作。

3.2.6锭模系统

锭模系统包括：锭模锭模小车、锭模定位装置等。

本套设备锭模为圆盘单工位或多工位浇注式（或其他形式），模车上放置X个铸模，锭模尺寸为Φ×mm(内径×高)，单工位定点浇铸，如果是多工位锭模，多工位盘每旋转至设定位置，浇注口与多工位盘上锭模模腔的浇口中心重合，实现定点浇注。利用PLC有效地控制多工位盘的旋转。在结构设计上保证了多工位的准确浇注。实现一次完成多个工件的浇注，能显著提高真空浇注的工作效率。

锭模根据用户的需求多种多样，本设备满足多种锭模形式的浇

铸、

3.2.7熔炼炉移动锭模

浇铸完毕，锭模通过锭模车或者移动轨道移出锭模室。

3.2.7真空插板阀

真空熔炼室与锭模室之间设置真空闸板阀，采用液压锁紧控制

3.2.8观察视镜

观察视镜设置在适当位置，便于观察锭模车的移动状态，进行及时调整。

3.3熔炼炉加热熔炼系统。

由熔炼炉、倾炉机构、进电装置、绝缘装置等组成。

3.3熔炼炉转塔、加料及测温、取样系统

3.3.1转塔

由转轴、轴承、油缸、支臂组成，实现360旋转。

转塔即加料立柱悬臂由主加料、测温取样构成一个整体。

3.3.2熔炼炉主加料

由加料筒、卷扬升降、回程限位、加料室等机构组成。在不破坏真空的情况下进行加料，加料筒容积不少于300L。

3.3.1熔炼炉

由感应线圈、绝缘板、坩锅等组成；感应加热器线圈两端设水冷圈和短路环，通过绝缘板固定在可倾转的不锈钢壳体上；壳体和支架均采用奥氏体不锈钢材质。

ZG－0.5LB半连续式电炉的线圈是由特制的扁铜管制成，采用双端支撑的结构，并采取了有效的加强措施，使之更加不容易变形或损0

坏；线圈外表采用特殊材料喷涂，并内涂塑性氧化铝作永久层。有效地避免了真空状态下放电现象的发生

3.3.2倾炉机构

倾炉机构由液压油缸、支架等组成；液压油缸由倾转和平移两组油缸组成，实现坩埚的定点浇铸；进电电缆与倾炉机构分离；整个倾炉机构采取绝缘处理，具有倾动锁定装置

3.3.3进电装置

真空感应电炉进电系统为多条电缆进电,外加保护套。线圈采取保护措施（特殊涂层），避免漏钢损坏感应器线圈。

3.3.4转轴

转轴是一多功能的构件：其一是将中频电流送入炉内感应线圈；其二还要承担支撑和倾转线圈；其三将线圈的冷却水输入和送出。所以其设计是否合理将直接影响使用。传统的转轴是利用浇铸环氧树脂的方法来制造，使用户进行维修和保养非常困难。ZG－0.05LB半连续式电炉转轴则采用装配式的结构，其维护简单，并且增加了转轴的强度。

3.4液压系统

ZG－0.5LB半连续式真空感应熔炼炉的炉盖升降、线圈的倾转、加料、测温、取样等的运动均采用液压传动。液压站的油路系统采用集成模块结构，并设有油冷却器，以保证其可靠的工作

由液压站、油缸、各种液压阀、管路、控制系统、操作系统等组成。采取保护措施（水冷、防磁等）确保系统的可靠性。具有漏油报

警功能。液压系统工作油温＜55℃。

充放气系统：

ZG－0.5L半连续式真空感应熔炼炉的充气系统是向炉内充惰性保护气体的机构。其可采用手动和自动二种方式进行。自动方式为当达到压力设定值时，充气阀门自动关闭，反之压力不够时自动向炉内充气。而手动方式可视用户冶炼情况，人为地来控制炉内气体的压力

3.5真空系统

真空系统：由主真空机组和辅助真空机组两部分组成。主真空系统是由H－150滑阀泵4台、ZJP-1200罗茨泵1台、ZJP-2500.罗茨泵1台，KT－800扩散泵一台、高真空阀门和过滤除尘器组成，用来对熔炼室抽真空。所使用的真空阀门均为气动驱动、电气控制。其结构简单、可靠，并能有效地防止灰尘影响密闭封。该真空系统具有分段检测设置和电器保护系统，并有断水保护装置，从而大大地提高了运行的安全性。主真空机组主要担负着对熔炼室的抽真空工作，辅真空系统担对锭模室、测温、取样、主加料真空室等的抽真空工作。在必要时辅助真空机组可协助主真空机组进行粗抽工作。

辅助真空系统：指主加料室和铸锭室的真空系统，用于插板阀的开启与关闭，配置一台ZJP-600罗茨泵。一台H-150滑阀泵。

真空过滤装置：

高真空泵管道配置干式过虑器；粗真空泵管路配置干式过滤器。过虑器要求在不破熔炼室真空状态下实施维护和清扫；油增压泵前配有冷阱，减小返油；罗茨泵阀泵入口应有网式过滤器、压差阀。滑阀泵入口应有充气阀。

真空系统设有过滤除尘器，减少了灰尘对泵油的污染，延长了真空泵的使用寿命

3.8水冷系统

ZG－0.5LB半连续式真空感应熔炼炉的水冷系统分为三大部分，即中频电源冷却系统、炉体部分冷却系统和真空机组冷却系统。电源系统冷却须是外循环冷却的方式进行冷却；炉体上的感应器、中频电源等为加外循环冷却的方式并保留备用水接口。炉体上其他部位、液压部分、真空系统等部分采用直接外循环冷却。

全部冷却水系统均设有水温、水压的超限报警装置，以保证设备的安全运行。全套设备冷却水流量需要50t/h，冷却设备我们推荐使用闭式冷却塔，内循环，无污染，设备占地面积小，维护方便。熔化设备冷却水要求：

6.1.水质要求：

总硬度不大于

量〉；

溶解性固体

PH值

悬浮性固体

碱度

可溶性Si02

电导率

6.2.供水系统：

最高进水温度

最低进水温度

进水压力>5℃；0.2—0.4MPa;10度（CaO容量〈10mg当

出水温度

电炉在工作时，感应线圈上有很大的电流通过，而金属铜管由于自身电阻的存在，将回产生大量的热量。如果在正常工作时断水将会使铜管自身热量大量集结，导致线圈绝缘损坏。更为甚者将使整个感应器损坏。因此要对水系统精心维护，一定注意不能堵水.断水和缺水。

0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体系统分析

1、熔炼炉体系统组成

熔炼炉体系统由炉体、炉盖、炉盖升降移动机构组成

2、炉体结构分析

0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体内壁为8mm厚的304不锈钢，外壁及加强筋为Q235碳钢，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，

真空熔室的内壁，都经过仔细打磨喷砂处理，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。

在炉体上设置主真空管道接口、进电接口、与锭模室接口、充气接口、放气阀等法兰接口；炉体内安装感应熔炼炉和倾炉机构等；炉体外设置炉体室内照明和防污染的局部自动吹气保护设施。

3、熔炼炉炉盖：

炉盖采用内壁及法兰为304不锈钢，外壁为Q235碳钢中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构形式；炉盖上设置有主加料、测温、取样及其转塔机构、真空阀门、真空压力表、防尘隔热挡板、测温系统、观察视镜和局部吹气保护系统、工作台和护栏等组成

3.1、炉盖升降移动机构

炉盖升降移动机构由炉盖顶起油缸、手动平移系统等组成，通过

炉盖升降移动机构先利用液压升降系统把炉盖顶起，再通过手动平移机构把炉盖移开，实现对坩埚装料、炉体内部维护等。

3.1.4熔炼炉观察视镜

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。

我公司真空熔炼炉的观察视窗设计独特，每个圆形的观察视窗上安装有3块石英玻璃。呈120度发布，3块观察玻璃可以转动，当一块玻璃脏了，可以旋转用下一块玻璃观察，比只有一块观察玻璃的视窗先进。

3.2熔炼炉转塔、加料及测温、取样系统

3.2.1转塔

由转轴、轴承、油缸、支臂组成，实现360旋转。

转塔由主加料、测温取样构成一个整体。

3.2.2加料装置

由加料仓、挡板阀、加料室等机构组成。在不破坏真空的情况下进行补充主加料和合金加料。

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。在容器抽真空之前，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0

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。

主加料是在冶炼的过程中补充加料，加料仓和熔炼室之间有插板阀，将料放进料仓，对料仓抽真空，压力平衡，打开插板阀，料仓的原料加入到熔炼炉内。关闭插板阀，整个加料过程不会影响熔炼室的真空度。

3.2.3测温、装置

配热电偶温度测试系统和红外辐射温度测试系统各一套。热电偶温度测控系统在中温及以下温区工作，红外辐射温度测控系统在高温区工作。

热电偶装在炉体真空管道上，配石英或Al2O3热电偶保护管。进行测温时，只须转动手柄，让热电偶插进坩埚内。有一个适当的杠杆机构，以便使热点电偶在吸气口前停止住，因此装料和浇注等操作能毫无阻碍的进行。

红外辐射温度测量通过视察窗测量温度测量高温更加精确，如果为了准确测量高温区域，可以选配红外线测温仪和热电偶测温互补使用。红外线测温仪可以选配采用国产或者美国镭泰双比色红外仪测温仪。

3.2.4侧开门

浇铸时为了方便铸锭的取放和对设备内部维护，在浇铸室前面设计一个门。使设备在运行过程中能够方便地进行装取锭模或者钢包，有效地方便了操作工序。侧门内壁为304不锈钢，外壁及加强筋为Q235碳钢，内外炉壁之间通冷却水的双层水冷结构，炉门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。

3.2.5熔炼炉锭模室：

锭模室采用内壁及法兰为不锈钢外壁为碳钢中间通冷却水的双层水冷方形结构形式；锭模室与熔炼炉体相贯连在一起，中间通过方形法兰和电动插板阀连接；锭模室由锭模门、辅真空管道、真空测量、观察视镜接口等组成；内部安装锭模车及锭模移动机构；锭模室门通过电机/手动拖动实现平移锭模室门外设有锭模车轨道架；另设有充气及放气装置。熔炼炉浇铸过程：

将放有锭模的锭模托架用锭模小车放进锭模室内，锭模托架室下方具有液压升降装置，待熔炼炉熔炼时，锭模室抽真空，真空度达到平衡，压差阀打开，这时熔炼炉完成熔炼，锭模托架装置下方的升降装置将锭模升起接近隔离阀，靠近熔炼炉，倾炉浇铸熔液浇铸到锭模内，浇铸完毕，锭模下降复位，隔离阀关闭，熔炼炉室继续抽真空熔炼。锭模室破真空，取走锭模，开始下一炉的准备工作。

3.2.6锭模系统

锭模系统包括：锭模锭模小车、锭模定位装置等。

本套设备锭模为圆盘单工位或多工位浇注式（或其他形式），模车上放置X个铸模，锭模尺寸为Φ×mm(内径×高)，单工位定点浇铸，如果是多工位锭模，多工位盘每旋转至设定位置，浇注口与多工位盘上锭模模腔的浇口中心重合，实现定点浇注。利用PLC有效地控制多工位盘的旋转。在结构设计上保证了多工位的准确浇注。实现一次完成多个工件的浇注，能显著提高真空浇注的工作效率。

锭模根据用户的需求多种多样，本设备满足多种锭模形式的浇

铸、

3.2.7熔炼炉移动锭模

浇铸完毕，锭模通过锭模车或者移动轨道移出锭模室。

3.2.7真空插板阀

真空熔炼室与锭模室之间设置真空闸板阀，采用液压锁紧控制

3.2.8观察视镜

观察视镜设置在适当位置，便于观察锭模车的移动状态，进行及时调整。

3.3熔炼炉加热熔炼系统。

由熔炼炉、倾炉机构、进电装置、绝缘装置等组成。

3.3熔炼炉转塔、加料及测温、取样系统

3.3.1转塔

由转轴、轴承、油缸、支臂组成，实现360旋转。

转塔即加料立柱悬臂由主加料、测温取样构成一个整体。

3.3.2熔炼炉主加料

由加料筒、卷扬升降、回程限位、加料室等机构组成。在不破坏真空的情况下进行加料，加料筒容积不少于300L。

3.3.1熔炼炉

由感应线圈、绝缘板、坩锅等组成；感应加热器线圈两端设水冷圈和短路环，通过绝缘板固定在可倾转的不锈钢壳体上；壳体和支架均采用奥氏体不锈钢材质。

ZG－0.5LB半连续式电炉的线圈是由特制的扁铜管制成，采用双端支撑的结构，并采取了有效的加强措施，使之更加不容易变形或损0

坏；线圈外表采用特殊材料喷涂，并内涂塑性氧化铝作永久层。有效地避免了真空状态下放电现象的发生

3.3.2倾炉机构

倾炉机构由液压油缸、支架等组成；液压油缸由倾转和平移两组油缸组成，实现坩埚的定点浇铸；进电电缆与倾炉机构分离；整个倾炉机构采取绝缘处理，具有倾动锁定装置

3.3.3进电装置

真空感应电炉进电系统为多条电缆进电,外加保护套。线圈采取保护措施（特殊涂层），避免漏钢损坏感应器线圈。

3.3.4转轴

转轴是一多功能的构件：其一是将中频电流送入炉内感应线圈；其二还要承担支撑和倾转线圈；其三将线圈的冷却水输入和送出。所以其设计是否合理将直接影响使用。传统的转轴是利用浇铸环氧树脂的方法来制造，使用户进行维修和保养非常困难。ZG－0.05LB半连续式电炉转轴则采用装配式的结构，其维护简单，并且增加了转轴的强度。

3.4液压系统

ZG－0.5LB半连续式真空感应熔炼炉的炉盖升降、线圈的倾转、加料、测温、取样等的运动均采用液压传动。液压站的油路系统采用集成模块结构，并设有油冷却器，以保证其可靠的工作

由液压站、油缸、各种液压阀、管路、控制系统、操作系统等组成。采取保护措施（水冷、防磁等）确保系统的可靠性。具有漏油报

警功能。液压系统工作油温＜55℃。

充放气系统：

ZG－0.5L半连续式真空感应熔炼炉的充气系统是向炉内充惰性保护气体的机构。其可采用手动和自动二种方式进行。自动方式为当达到压力设定值时，充气阀门自动关闭，反之压力不够时自动向炉内充气。而手动方式可视用户冶炼情况，人为地来控制炉内气体的压力

3.5真空系统

真空系统：由主真空机组和辅助真空机组两部分组成。主真空系统是由H－150滑阀泵4台、ZJP-1200罗茨泵1台、ZJP-2500.罗茨泵1台，KT－800扩散泵一台、高真空阀门和过滤除尘器组成，用来对熔炼室抽真空。所使用的真空阀门均为气动驱动、电气控制。其结构简单、可靠，并能有效地防止灰尘影响密闭封。该真空系统具有分段检测设置和电器保护系统，并有断水保护装置，从而大大地提高了运行的安全性。主真空机组主要担负着对熔炼室的抽真空工作，辅真空系统担对锭模室、测温、取样、主加料真空室等的抽真空工作。在必要时辅助真空机组可协助主真空机组进行粗抽工作。

辅助真空系统：指主加料室和铸锭室的真空系统，用于插板阀的开启与关闭，配置一台ZJP-600罗茨泵。一台H-150滑阀泵。

真空过滤装置：

高真空泵管道配置干式过虑器；粗真空泵管路配置干式过滤器。过虑器要求在不破熔炼室真空状态下实施维护和清扫；油增压泵前配有冷阱，减小返油；罗茨泵阀泵入口应有网式过滤器、压差阀。滑阀泵入口应有充气阀。

真空系统设有过滤除尘器，减少了灰尘对泵油的污染，延长了真空泵的使用寿命

3.8水冷系统

ZG－0.5LB半连续式真空感应熔炼炉的水冷系统分为三大部分，即中频电源冷却系统、炉体部分冷却系统和真空机组冷却系统。电源系统冷却须是外循环冷却的方式进行冷却；炉体上的感应器、中频电源等为加外循环冷却的方式并保留备用水接口。炉体上其他部位、液压部分、真空系统等部分采用直接外循环冷却。

全部冷却水系统均设有水温、水压的超限报警装置，以保证设备的安全运行。全套设备冷却水流量需要50t/h，冷却设备我们推荐使用闭式冷却塔，内循环，无污染，设备占地面积小，维护方便。熔化设备冷却水要求：

6.1.水质要求：

总硬度不大于

量〉；

溶解性固体

PH值

悬浮性固体

碱度

可溶性Si02

电导率

6.2.供水系统：

最高进水温度

最低进水温度

进水压力>5℃；0.2—0.4MPa;10度（CaO容量〈10mg当

出水温度

电炉在工作时，感应线圈上有很大的电流通过，而金属铜管由于自身电阻的存在，将回产生大量的热量。如果在正常工作时断水将会使铜管自身热量大量集结，导致线圈绝缘损坏。更为甚者将使整个感应器损坏。因此要对水系统精心维护，一定注意不能堵水.断水和缺水。