真空爐熔煉技術(shù)課件.ppt

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1、第八章有色金屬熔煉技術(shù)8.1坩堝爐及感應(yīng)爐熔煉技術(shù)8.2反射爐熔煉技術(shù)8.3快速熔爐熔煉技術(shù)8.4真空爐熔煉技術(shù)8.5真空感應(yīng)電爐熔煉技術(shù)8.6真空電弧爐熔煉技術(shù)8.7電子束熔煉技術(shù)8.8等離子熔煉技術(shù)8.9電渣爐熔煉技術(shù)8.1坩堝爐熔煉坩堝材料：石墨、硅砂、鑄鐵、鋼板、剛玉、鉑金坩堝。加熱方式：電加熱—電阻加熱、感應(yīng)加熱；燃料加熱—固體：煤、焦炭等，液體：煤油、重油等，氣體：天然氣、煤氣等。傳熱方式：傳導(dǎo)傳熱為主。特點：設(shè)備簡單、投資靈活、生產(chǎn)靈活性大、熱效率低、升溫慢、溫度低、污染大。多用于廠、實驗室、試制新產(chǎn)品、生產(chǎn)中間合金。真空井式坩堝爐，集控制系統(tǒng)與爐膛一體，其中爐

2、膛保溫材料采體真空吸附成型，程控鑲嵌進(jìn)口電阻絲。超大口徑的石英爐腔和真空密封法蘭系統(tǒng)，可在流動氣氛和真空狀態(tài)下快速加熱樣品。主要用于金屬、非金屬及化合物材料進(jìn)行燒結(jié)、融化、分析?？刂泼姘迮溆兄悄軠囟日{(diào)節(jié)儀，控制電源開關(guān)、主加熱工作/停止按鈕，以便隨時觀察。坩堝爐的技術(shù)參數(shù)工作溫度：≤1100℃最高溫度：1200℃控溫方式：智能化可編程控制升溫最快速率：20℃/min恒溫精度：±1℃爐門結(jié)構(gòu)：上開式工作電源：AC220V額定功率：3KW8.2反射爐熔煉技術(shù)8.2.1火焰反射爐又稱角型爐，是目前生產(chǎn)Al及合金的主要爐型。加熱方式：以燃料（煤、重油、天然氣、煤氣、柴油等）在爐膛燃燒

3、室燃燒產(chǎn)生的高溫火焰為主要熱源，在它從爐頭流向爐尾的時間里，以輻射（占總熱量的90～95%）和對流的方式傳給爐料。傳熱方式：輻射傳熱為主、對流為輔。一般用于Al及合金熔煉、紫銅熔煉，不用于黃銅熔煉（∵Zn損耗↑）。技術(shù)特點：加熱強度高，容量大，有利于氧化—還原精煉，但熱效率低，勞動強度大，工作條件差，爐氣難控制。8.2.2電阻反射爐加熱方式：電阻發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱輻射。傳熱方式：輻射傳熱。發(fā)熱元件：合金：Ni—Cr高溫合金；非金屬：炭化硅棒。特點：溫度、氣氛易控制，金屬燒損↓，但加熱速度↓、熔煉溫度↓。一般用于輕合金（Al、Mg等）保溫。8.3快速熔爐熔煉技術(shù)一、豎爐熔煉技術(shù)特

4、點快速、連續(xù)。特點：（1）爐料預(yù)熱，余熱利用率高。（2）強制對流傳熱，熱效率高，熔化速度快（為反射熔的10～20倍）。（3）由于快速熔化，爐內(nèi)氣氛可調(diào)，氧化吸氣量少。（4）由于連續(xù)、高速，生產(chǎn)效率高。二、噴射式熔鋁爐熔煉技術(shù)特點結(jié)構(gòu)：坩堝、水冷式感應(yīng)線圈。工作原理：無芯感應(yīng)電爐相當(dāng)于一個空氣芯的變壓器，工作原理和變壓器相近。爐內(nèi)熔體的運動：無芯感應(yīng)電爐在熔化過程中，爐內(nèi)金屬熔體受到圖示方向（由左手定則確定）的電磁斥力作用，產(chǎn)生如圖所示的運動現(xiàn)象。這個力的方向不隨電流和磁場方向的變化而變化。另外，爐內(nèi)金屬的運動上受金屬靜壓力、表面張力的作用下受坩堝阻力的作用，形成兩段攪拌的情況

5、。中央液面會產(chǎn)生“駝峰”現(xiàn)象，使金屬液面易于氧化，并將夾渣帶入熔體內(nèi)部，甚至發(fā)生金屬噴濺。解決方法：①采用增加裝料量；②降低線圈高度；③增加坩堝高度；→利用靜液壓力抵消電磁攪拌力作用，使液面平穩(wěn)。技術(shù)特點：（1）可達(dá)較高T熔=1600～1800℃；（2）熔化速度快；（3）攪拌作用強烈（與有芯感應(yīng)爐比較）；（4）不必起熔體，變料方便；（5）單位能耗比有芯的高；（6）原始功率因素低（cosφ=0.2～0.3），要配大量補償電容器。（→功率因素↑→電效率↑）8.4真空爐熔煉技術(shù)一、概況真空環(huán)境中進(jìn)行加熱的設(shè)備。在金屬罩殼或石英玻璃罩密封的爐膛中用管道與高真空泵系統(tǒng)聯(lián)接。爐膛真空度可

6、達(dá)133×(10-2～10-4)h。爐內(nèi)加熱系統(tǒng)可直接用電阻爐絲(如鎢絲)通電加熱，也可用高頻感應(yīng)加熱。最高溫度可達(dá)3000℃左右。主要用于陶瓷燒成、真空冶煉、電真空零件除氣、退火、金屬件的釬焊，以及陶瓷-金屬封接等。二、構(gòu)造真空爐一般由爐膛、電熱裝置、密封爐殼、真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和控溫系統(tǒng)等組成。密封爐殼用碳鋼或不銹鋼焊成，可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。為防止?fàn)t殼受熱后變形和密封材料受熱變質(zhì)，爐殼一般用水冷或氣冷降溫。爐膛位于密封爐殼內(nèi)。根據(jù)爐子用途,爐膛內(nèi)部裝有不同類型的加熱元件,如電阻、感應(yīng)線圈、電極和電子槍等。熔煉金屬的真空爐爐膛內(nèi)裝有坩堝，有的還裝有自動澆注

7、裝置和裝卸料的機(jī)械手等。真空系統(tǒng)主要由真空泵、真空閥門和真空計等組成。真空爐按加熱元件分為真空電阻爐、真空感應(yīng)爐、真空電弧爐、真空自耗電弧爐、電子束爐（又稱電子轟擊爐）和等離子爐等。8.5真空感應(yīng)電爐熔煉技術(shù)8.6真空電弧爐熔煉技術(shù)真空感應(yīng)電爐熔煉技術(shù)；真空電弧爐熔煉技術(shù)是利用電磁感應(yīng)和電流熱效應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換成熱能并由爐料自身發(fā)熱熔煉的。結(jié)構(gòu)：爐體、水冷或風(fēng)冷系統(tǒng)、電氣設(shè)備、傾爐裝置爐體：①感應(yīng)器—熔溝樣板、水冷套、線圈、鐵芯；②爐身—爐膛：鋼板外殼＋內(nèi)襯石棉板＋耐火磚，爐底石：石英砂＋水玻璃。工作