高壓/高真空一體化感應(yīng)熔煉爐由于它能嚴(yán)格控制合金成份,同時(shí),具有電磁攪拌和高真空脫氣的能力,廣泛用于冶金生產(chǎn)廠及有關(guān)材料研究部門。
高壓/高真空一體化感應(yīng)熔煉爐可在高真空條件下或在充保護(hù)氣氛情況下進(jìn)行的熔煉和澆鑄鎳基、鐵基、鈷基及其它高級精密合金或高純度金屬。若選用石墨坩堝或者用石墨摻耐火粘土的坩堝,則可通過間接加熱的方法熔化低電阻率的金屬及其合金,例如:金、銀、銅、鋁、青銅等。
3.設(shè)備組成
本套設(shè)備由爐蓋、爐體、中頻電源、感應(yīng)線圈、真空機(jī)組、真空測量、充氣系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。
設(shè)備型號
本設(shè)備為立式周期式感應(yīng)電爐,具體型號為IGBT-1500-6
主要技術(shù)參數(shù)
額定發(fā)熱區(qū):直徑150*高120mm
設(shè)計(jì)溫度: 1500℃
工作溫度:1200℃
工作氣壓:5Mpa
線圈尺寸:內(nèi)徑400mm 高度230mm
線圈材質(zhì):T2銅
爐體直徑800mm
額定中頻功率:50KW
額定中頻頻率:2500~4000Hz
升溫速率:0-100℃/min(跟電源功率大小有關(guān))
溫度控制方式:PID溫度閉環(huán)控制 PID表為宇電719P
中頻電壓:375V
極限真空度:6.7×10-3Pa
工作環(huán)境:真空或者氣氛保護(hù)
壓升率:≤4Pa/h
冷卻水壓力:0.25~0.4MPa
冷卻水耗量: 10m3/h
水質(zhì)要求:PH值7.0~8.5,懸浮物固體<100mg/L,總硬度CaO<10mg當(dāng)量/L,溶解性固體<30mg/L,電導(dǎo)率<500μS/cm
使用要求:海拔1000M以下、環(huán)境溫度0~45度、濕度15%~45%。
高壓高真空一體化感應(yīng)熔煉爐
結(jié)構(gòu)組成
真空熔煉爐主要由爐體、爐蓋、合金加料器、攪拌系統(tǒng)、感應(yīng)線圈、同軸電極、真空系統(tǒng)、坩堝、錠模、真空測量系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。
設(shè)備結(jié)構(gòu)特征
爐體
爐體為雙層水冷結(jié)構(gòu),內(nèi)壁外采用304材質(zhì),并經(jīng)仔細(xì)的拋光,表面光滑,有利于縮短抽氣時(shí)間,且便于清潔。中間通水冷卻。爐體設(shè)有真空抽氣接口、同軸電極和進(jìn)電裝置接口。
爐蓋
爐蓋為雙層水冷的結(jié)構(gòu),內(nèi)外壁及法蘭為304不銹鋼,厚度8mm,中間通冷卻水。爐蓋上裝有多鏡觀察窗、壓力傳感器、充氣閥門、放氣閥門等。爐蓋由手動(dòng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)爐蓋升降,手動(dòng)平移打開。爐蓋上裝的雙層石英隔熱玻璃做成的觀察窗,能觀察到爐內(nèi)的工作情況。觀察窗基座和真空爐爐蓋加有真空插板閥門,需要觀賞時(shí)打開插板閥門,向爐內(nèi)充入正壓時(shí)必須關(guān)閉閥門,防止正壓損害玻璃對人員造成傷害。
石墨發(fā)熱體和保溫層
根據(jù)工作溫度和工藝的要求,發(fā)熱體采用高純石墨,石墨直徑250mm,高150mm,隔熱材料采用氧化鋁陶瓷纖維保溫材料,氧化鋁陶瓷纖維保溫材料纏繞在使用坩堝外壁,填充在感應(yīng)線圈內(nèi)壁與石英坩堝 外壁之間的空隙中。
感應(yīng)線圈
感應(yīng)線圈由矩形紫銅管繞制而成,線圈表面經(jīng)過噴漆絕緣處理,通過外圍的絕緣板來固定位置,感應(yīng)線圈和同軸電極間的連接是用兩個(gè)螺母來連接的,拆卸方便,既能***良好的導(dǎo)電,又能***可靠的真空密封。
坩堝放置在線圈內(nèi)部,線圈與坩堝之間靠線圈內(nèi)壁有玻璃絲布或石棉紙板,一是保護(hù)線圈,二是防止填料漏出,以免線圈與導(dǎo)電性坩堝接觸而造成短路,同時(shí),也可防止線圈直接受坩堝的熱輻射。在線圈的底部焊有多個(gè)勾形板來支持耐火板,耐火板是用來支撐坩堝。線圈的匝數(shù)不是一成不變的。根據(jù)不同的工作條件,可有不同的設(shè)計(jì),而我方配套的線圈是適用性是廣泛的。
真空機(jī)組
為了在整個(gè)熔煉過程中,爐體獲得良好的工作真空度,本設(shè)備真空系統(tǒng)由一臺KT-300擴(kuò)散泵、一臺2X-30機(jī)械泵、高真空蝶閥、電磁真空帶充氣壓差閥、真空管路、不銹鋼波紋管及橡膠密封圈、擴(kuò)散泵與真空爐體之間采用電動(dòng)真空球閥等等組成。
真空測量
設(shè)備使用熱偶電離兩用復(fù)合真空計(jì),表頭刻度熱偶是由13到13×10-2Pa,電離是由13×10-2Pa到13×10-6Pa,由ZJ-52T型熱電偶真空規(guī)及ZJ-27型電離真空規(guī)聯(lián)合使用。真空機(jī)組上還裝有0.1MPa~133Pa的真空壓力表,以觀察爐內(nèi)真空或保護(hù)氣體的壓力。
充氣裝置
充氣裝置主要由充氣閥、真空規(guī)管前段加裝的真空球閥、充氣管道等組成,用于熔煉加壓的工藝所需充氬氣、氮?dú)獾臍夥找?,充氣壓力?MPa(正壓、表壓)。
水冷系統(tǒng)
水冷系統(tǒng)由進(jìn)水管、回水管、電接點(diǎn)壓力表、閥門、管路等組成。通過管路供給真空機(jī)組 、爐體、電極、感應(yīng)線圈等。水冷系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連,當(dāng)水壓低時(shí),自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警,并自動(dòng)切斷加熱電源功能,以確保設(shè)備安全。設(shè)備的備用水裝置由客戶自備,備用水流量≥8m3/h。
測溫裝置(接觸式測溫)
在石墨模具底部安裝鎢錸熱電偶測量坩堝底部溫度,測溫范圍200度-1500度,與測溫表連接,既可以測溫也可以和中頻電源連接通過PID溫控儀實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制。
IGBT中頻電源
加熱電源可采用IGBT中頻電源,IGBT中頻電源是采用串聯(lián)諧振式的中頻感應(yīng)電源,逆變器件為新型IGBT模塊(絕緣柵雙極型晶體管,德國生產(chǎn)),其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾下方面:
逆變電壓高,電流小,線路損耗小,此部分比傳統(tǒng)可控硅中頻電源可節(jié)能10%左右。
功率因數(shù)高,功率因數(shù)始終大于0.9,無功損耗小,此部分比傳統(tǒng)可控硅中頻電源節(jié)能3%~5%。
高次諧波干擾?。?IGBT晶體管中頻電源的整流部分采用半可控整流方式,直流電壓始終工作在高點(diǎn),不調(diào)導(dǎo)通角,所以它不會(huì)產(chǎn)生高次諧波,不會(huì)污染電網(wǎng),不會(huì)干擾工廠內(nèi)其他電子設(shè)備運(yùn)行。
可恒功率輸出:可控硅中頻電源采用調(diào)壓調(diào)功,而IGBT晶體管中頻電源采用調(diào)頻調(diào)功,不受爐料多少和爐襯厚薄的影響,在整個(gè)熔煉過程中保持恒功率輸出,尤其是生產(chǎn)不銹鋼、銅、鋁等不導(dǎo)磁物質(zhì)時(shí),更顯示它的*性,熔化速度快,減少爐料元素?zé)龘p少,降低成本。
綜上所述,IGBT電源具有明顯的高校、節(jié)能優(yōu)勢,特別是對于周期式感應(yīng)電爐。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用IEC標(biāo)準(zhǔn),精選電氣元件及測量元件,操作簡單、直觀。包括:整體控制柜 1套,內(nèi)含:按紐、指示燈、報(bào)警器,空氣開關(guān)、接觸器、電纜橋架等。