一、概述：

ZG－0.25L真空感應(yīng)熔鑄爐用于鋁合金在真空狀態(tài)或氣氛環(huán)境下利用中頻感應(yīng)加熱的原理進(jìn)行熔化、真空澆鑄和離心鑄造。

本電爐為間歇式爐型，熔煉室與鑄錠室為一體，在同一個(gè)爐體完成感應(yīng)熔煉和澆鑄。

2.2電力要求：

低壓配電：3相/接地/中性

電源電壓：380 V  AC&plu***n;5%,50-60Hz

設(shè)備總功率：150KW

控制電壓 （內(nèi)部產(chǎn)生）：220V

2.3冷卻水參數(shù)     

   冷卻設(shè)備：FB-850閉式冷卻塔

冷卻水流量：80m3/h （滿足兩臺真空熔煉爐）

   水質(zhì)：冷卻水：軟水 

噴淋水  自來水

單臺設(shè)備冷卻循環(huán)水量： 35m3/h

   ***高進(jìn)水溫度   5℃～35℃；

   出水溫度       <55℃.

 進(jìn)水壓力       0.15～0.25MPa;

其它條件：

壓縮空氣：       ≧0.6MPa 

#46抗耐磨液壓油

車間溫度：5～40℃

 3. 設(shè)備技術(shù)參數(shù)：

      3.1、熔煉爐參數(shù)

 金屬種類：鋁合金

額定容量：80kg  

線圈尺寸：直徑440mm     高度500mm

線圈材質(zhì)：T2銅

熔化速度：30-40分鐘/爐

熔煉環(huán)境：真空或惰性氣體狀態(tài)。

熔煉時(shí)傾斜角度：-10～30°

澆鑄傾斜角度：105°

3.2 電源

    中頻電源類型：IGBT

中頻電源型號：IGBT-100KW-2.5K

    電源功率：100KW

    頻    率：2500Hz

    輸出電壓：250～375V

    坩堝材質(zhì)：石墨或不銹鋼

***高溫度：1800℃

熔煉工作溫度：700℃

極限作真空度：≤6.67.0X10-3Pa （空爐、冷態(tài)、未通水）

溫度測量范圍：200-1100℃

溫度測量方式： 接觸式測溫-熱電偶浸入液面

熱電偶類型：K型

3.3、真空指標(biāo)要求：

熔煉室抽空指標(biāo)：極限真空壓力≤6.67.0X10-3Pa

                工作真空度  ≤6.67X10-2Pa

                漏氣率≤4Pa/h

3.4、充氣系統(tǒng)：

氣體類型：氮?dú)饣?**氣

控制方式：：手動控制方式（用戶可配置自動控制系統(tǒng)）

自動為：西門子S7-200  PLC 控制系統(tǒng)    帶有觸摸屏 

四、真空感應(yīng)熔鑄爐由以下部分組成：

主要有中頻電源、感應(yīng)熔煉爐、機(jī)械攪拌、真空機(jī)組、真空測量、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、冷卻設(shè)備、PLC電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成

爐蓋：爐蓋升降機(jī)構(gòu)、粉末加料裝置、觀察視窗、測溫系統(tǒng)、電動機(jī)械攪拌裝置，爐蓋升降為液壓驅(qū)動，手動旋轉(zhuǎn)平移。

熔煉爐：由爐體、爐門、感應(yīng)線圈、轉(zhuǎn)軸、集電裝置，匯流母線、等組成。

真空系統(tǒng)：三級真空機(jī)組。抽真空、充氣、放氣、真空測量等。

液壓系統(tǒng)：爐蓋升降驅(qū)動、傾爐澆鑄。由液壓站、油管、油缸等組成。

充氣系統(tǒng)：向爐內(nèi)充入惰性氣體（***氣、氮?dú)?、氦氣等）?nbsp;
中頻電源： 熔煉中頻電源IGBT-100-2.5KHz   

電控系統(tǒng)：手動控制。

水冷卻系統(tǒng)：冷卻爐體、爐門、爐蓋、中頻電源、感應(yīng)線圈、匯流母線、真空泵、磁流體密封等。

由閉式冷卻塔、集水器、分水器、管道、閥門、水壓、水溫監(jiān)測、報(bào)警等組成。

保護(hù)措施：冷卻水壓力控制、斷流、超溫監(jiān)測報(bào)警。過流 、過壓保護(hù)、水壓不足報(bào)警。

報(bào)***式：聲光報(bào)警

 

五、 ZG-0.25L真空感應(yīng)熔煉爐的結(jié)構(gòu)

5.1  熔煉爐體系統(tǒng)：

熔煉爐體由主爐蓋、爐體、爐蓋升降移動機(jī)構(gòu)等組成。

5.1.1爐蓋：

爐蓋內(nèi)壁及法蘭為304不銹鋼，外壁為優(yōu)質(zhì)碳鋼，中間通冷卻水的雙層水冷蝶形封頭結(jié)構(gòu)式；爐蓋上設(shè)置有電動熱電偶測溫、觀察視窗、機(jī)械攪拌裝置等。

5.1.2  爐蓋升降移動機(jī)構(gòu)

爐蓋升降移動機(jī)構(gòu)由頂起油缸、手動平移系統(tǒng)等組成，通過爐蓋升降移動機(jī)構(gòu)先利用液壓升降系統(tǒng)把爐蓋頂起，再通過手動平移機(jī)構(gòu)把爐蓋旋轉(zhuǎn)打開。

5.1.3觀察視窗            

爐蓋上裝有三套視察視窗，兩套為觀察視窗，一套為照明視窗。視窗六孔雙層石英隔熱玻璃，可供二個(gè)人觀察爐內(nèi)熔煉狀況、測溫、 搗料、澆鑄等工作狀況。

5.1.4熱電偶測溫

 熱電偶測溫使用K型熱電偶，測溫范圍為0～1100℃，保護(hù)管選用不銹鋼管,熱電偶測溫裝置為電動升降。

5.1.5電動機(jī)械攪拌

        電機(jī)功率：5.5KW

旋轉(zhuǎn)速度：0-1000轉(zhuǎn)/分鐘，

變頻器：  臺達(dá)

升降電機(jī)：單電機(jī)

密封結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)為磁流體密封

           升降為密封圈+骨架密封

升降主軸為水冷套式，

金屬揮發(fā)物不能附著在升降主軸上，主軸在爐內(nèi)采用柔性石墨布做保護(hù)套。既可以耐溫度也可以自由伸縮。

電機(jī)轉(zhuǎn)速可以在PLC觸摸屏幕上設(shè)置，也可以手動調(diào)節(jié)，手動調(diào)速器延伸到爐蓋上方便操作。

電動攪拌裝置在原來結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)長進(jìn)行改進(jìn)，爐內(nèi)外部密封部分加長200mm.采用骨架密封價(jià)格，多道密封。增加三角形固定支架，增強(qiáng)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)候的穩(wěn)定性。

攪拌裝置升降設(shè)計(jì)有限位裝置。防止攪拌器下降時(shí)候撞到坩堝底部

 

5.1.6、粉末合金加料

粉末合金加料，電動推進(jìn)，在加料口加裝擋板，放置抽真空時(shí)將粉末抽入爐內(nèi)。

 5.2.1熔煉室爐體

ZG-0.25L 爐體直徑1800mm,高度1750mm,內(nèi)壁為304不銹鋼，外壁及加強(qiáng)筋為Q235碳鋼，內(nèi)外爐壁之間通冷卻水的雙層立式水冷結(jié)構(gòu)，爐體內(nèi)外壁之間有加強(qiáng)筋，足夠剛度和強(qiáng)度，安全可靠。爐殼制造所用材料經(jīng)過探傷無裂紋、焊接性能好、受熱不易變形、滲氣率低。

爐體左側(cè)為真空泵連接口。右側(cè)為進(jìn)電接口。

    進(jìn)電轉(zhuǎn)軸和感應(yīng)線圈安裝在爐體上，采用水冷銅排和石墨導(dǎo)電環(huán)集電裝置，相對水冷電纜具有壓降低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

另外爐體側(cè)面預(yù)留有保溫爐熱電偶測溫接口¢300、充氣閥、放氣閥接口等。

5.2.2真空感應(yīng)熔煉爐感應(yīng)器：

感應(yīng)線圈是由扁圓形T2紫銅管制成的多匝圓柱形，直徑440mm,高度700mm,共5匝，匝與匝間有3－5毫米的間隙，通過它們外圍的絕緣板來固***置，感應(yīng)線圈和進(jìn)出電極間的連接是用水冷電極來連接的，拆卸方便，既能保證良好的導(dǎo)電，減少發(fā)熱又能保證可靠的真空密封。感應(yīng)線圈經(jīng)過打壓檢驗(yàn)合格，并且經(jīng)過多次絕緣處理，具有良好的絕緣性能，可耐大電流沖擊，不會產(chǎn)生真空下放電現(xiàn)象。

5.2.3傾爐機(jī)構(gòu)與導(dǎo)電電極：

真空感應(yīng)熔煉線圈傾翻為手控液壓傾動，能夠前傾100°、后傾10°，爐外操作液壓控制手柄，油缸傾轉(zhuǎn)熔煉爐，翻轉(zhuǎn)速度可調(diào)、安全可靠， 傾轉(zhuǎn)的感應(yīng)線圈可以在任意位置停留，

導(dǎo)電電極是一根空心銅軸電極，具有導(dǎo)電通水的雙重功能。中間空心與感應(yīng)線圈空心銅管形成循環(huán)水路，冷卻感應(yīng)線圈。銅軸連接導(dǎo)電銅排和中頻電源連接，向感應(yīng)線圈輸入電流。

導(dǎo)電主軸和爐體之間采用真空硬質(zhì)結(jié)構(gòu)密封，保證了真空爐室的密封性。

5.2.4：導(dǎo)電系統(tǒng)

中頻電源柜輸出端采用水冷導(dǎo)電銅排連接至導(dǎo)電銅軸附近，再與導(dǎo)電銅盤連接，導(dǎo)電銅盤安裝在導(dǎo)電銅軸上，導(dǎo)電銅盤鑲有銅環(huán)，銅環(huán)內(nèi)部有導(dǎo)電石墨環(huán)，導(dǎo)電石墨環(huán)起到導(dǎo)電和旋轉(zhuǎn)兩個(gè)左右。，石墨環(huán)具有導(dǎo)電性能好，耐磨抗震等特性。這種導(dǎo)電方式連接簡單，故障少，壽命長維護(hù)方便。另外，中頻電源到爐體之間導(dǎo)電部分上安裝有防護(hù)罩，保護(hù)操作人員的安全。

5.2.5 爐門：

爐門也為雙層水冷結(jié)構(gòu)，爐門高1200mm,寬1400mm,，爐門采用電機(jī)驅(qū)動，前后移動。爐門與爐體之間采用橡膠密封圈密封，手動鉸鏈鎖緊。爐門上安裝有觀察孔，可以觀察澆鑄情況。

爐門上連接有承載模具小車，隨爐門一起移動。

• 真空系統(tǒng)

6.1、真空機(jī)組：

三級泵配置。冷態(tài)極限真空度可以達(dá)到6.67X10-3Pa。真空系統(tǒng)由1臺KT-600油擴(kuò)散泵，1臺ZJP-1200 羅茨泵和1臺H-150滑閥機(jī)械泵，，1臺2X-30旋片機(jī)械泵，600冷阱、氣動擋板閥門、真空測量等部分組成。 2X-30旋片機(jī)械泵作為擴(kuò)散泵維持泵，維持做時(shí)間繼電器控制。

連接方式為：爐體—過濾罐—油擴(kuò)散泵—羅茨泵—滑閥機(jī)械泵，爐體與過濾罐，過濾罐和油擴(kuò)散泵之間采用鋼管道連接，油擴(kuò)散泵與羅茨泵之間，羅茨泵與滑閥機(jī)械泵之間采用鋼管道和不銹鋼波紋管連接。

由于鋁合金具有揮發(fā)性，為了保護(hù)真空機(jī)組，設(shè)計(jì)多道除塵設(shè)施。

在真空爐體和擴(kuò)散泵之間真空管道內(nèi)部安裝可拆卸式除塵過濾罐，定期拆下清理。

爐內(nèi)安裝百葉窗和鋼絲球過濾網(wǎng)。

擴(kuò)散泵和羅茨泵之間安裝過濾罐。

真空系統(tǒng)真空閥門為氣動擋板閥門需要壓縮空氣為真空閥門提供動力。

壓力：0.6MPa.

灰塵和水汽過濾

***大***：3℃

車間溫度：5-40℃

***大濕度：在40℃下濕度為50%

6.2、真空測量

真空測量部分主要由數(shù)字式復(fù)合真空計(jì)和真空壓力表，測量規(guī)管及相應(yīng)附件組成，數(shù)字式復(fù)合真空計(jì)，直接讀取真空壓強(qiáng)，低真空規(guī)管全部使用金屬管。粗真空也可以通過真空壓力表直接讀取。

7、液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)主要由液壓站和液壓缸，液壓油管，操作控制手柄等組成。為感應(yīng)線圈傾轉(zhuǎn)，爐蓋提升提供動力，液壓站由油箱、葉片泵，油路，集成塊連接，電磁換向閥，溢流閥等及管路附件，限位行程開關(guān)等組成。電液連鎖控制的液壓系統(tǒng)，每個(gè)執(zhí)行元件都能在調(diào)定速度范圍內(nèi)正常工作。各執(zhí)行缸裝有緩沖裝置，電液連鎖自動控制環(huán)節(jié)完善，以保證運(yùn)動動作正確，平穩(wěn)可靠。

坩堝傾轉(zhuǎn)澆注采用液壓手操作手柄來控制澆注和復(fù)位。液壓油為＃46抗耐磨液壓油。

液壓系統(tǒng)為爐蓋升降和線圈傾轉(zhuǎn)提供動力，

液壓系統(tǒng)由高壓泵站、管道及開關(guān)、液壓活塞缸等部件組成。

液壓油：＃46 抗耐磨液壓油

工作壓力：9MPa

電機(jī)功率：2..2KW

八、氣動系統(tǒng)

     空氣壓縮機(jī)是為真空閥門提供動力。

壓力：0.6MPa.

         灰塵和水汽過濾

         ***大***：3℃

         車間溫度：5-40℃

***大濕度：在40℃下濕度為50%

• 電源及電氣控制

9、主要由中頻熔煉電源和電氣控制系統(tǒng)組成

9.1中頻電源

中頻感應(yīng)爐主要電路為AC-DC-AC變頻結(jié)構(gòu)，由整流電路、濾波、逆變電路和保護(hù)電路組成。其工作原理是將三相50Hz工頻交流電經(jīng)過三相全控整流橋整流成電壓可調(diào)的中頻電源脈動直流，再通過電容將脈動的直流電濾波變成光滑平穩(wěn)的直流電送到單相逆變橋，***后通過逆變橋?qū)?a target="_blank">直流電變成單相頻率可調(diào)的中頻交流電供給負(fù)載。

本套真空中頻感應(yīng)熔煉爐我們配置張家港東方四通 IGBT-100-2.5K中頻電源，具有電壓型控制，輸入阻抗大、驅(qū)動功率小，控制電路簡單，開關(guān)損耗小，通斷速度快，工作頻率較高，元件容量大，有功率因數(shù)高，無諧波污染，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)

    中頻電源參數(shù)

型號：               IGBT-100-2.5S

額定功率             100KW

輸入電壓：           380V

輸出電壓：           250-375V

頻率：               50Hz

輸出頻率:            2500 （HZ）

中頻電源柜操作面板上設(shè)有功率表、中頻電壓表、中頻頻率表、直流電壓表、直流電流表、熱電偶測溫表、油增壓泵溫度表等指示儀表、操作按鈕和信號燈等。

9.2、電氣控制

電氣控制柜與中頻電源柜為***的立式柜體。手動控制控制方式。

真空泵和真空閥門控制，電動機(jī)械攪拌，電動攪拌變頻器調(diào)速引出遠(yuǎn)程控制。。

中頻電源控制和液壓站控制采用手動控制。

電控系統(tǒng)功能：

機(jī)械動作控制：爐蓋升降、傾爐，旋轉(zhuǎn)動作、熱電偶測溫操作.。

真空系統(tǒng)控制：真空泵的操作、真空閥門的操作。充、放氣閥門的操作。

中頻電源控制：功率輸送、溫度控制、電流、電壓、頻率顯示。

溫度控制：熔煉爐溫度測量，溫度顯示。擴(kuò)散泵油溫測量顯示、水溫測量。

冷卻系統(tǒng)控制。冷卻水壓力、流量控制，缺水報(bào)警。

安全報(bào)警系統(tǒng)。過流 、過壓保護(hù)、水壓不足報(bào)警。聲光報(bào)警

繼電器控制實(shí)現(xiàn)各種互聯(lián)互鎖、安全保護(hù)，防止誤操作。

十、冷卻系統(tǒng)

真空感應(yīng)熔煉爐的水冷系統(tǒng)分為三大部分，即中頻電源、爐體和真空機(jī)組冷卻系統(tǒng)。

中頻電源冷卻：包括對***變壓器、電抗器、導(dǎo)電銅排冷卻。

爐體冷卻：包括對爐體、爐蓋、爐門、冷卻、感應(yīng)線圈等冷卻、密封軸承冷卻。

真空系統(tǒng)冷卻：包括對滑閥真空泵、羅茨泵、油擴(kuò)散泵、冷阱冷卻、

主水路安裝水溫表、水壓表、電源柜有缺水報(bào)警裝置，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

***設(shè)備冷卻水循環(huán)流35M3/H，采用FB-80型閉式冷卻塔 。冷卻塔水流循環(huán)80M3/滿足兩套電爐同時(shí)工作。(冷卻塔按照兩套設(shè)備冷卻水流量配置。為后續(xù)設(shè)備預(yù)留）

分水器/集水器到設(shè)備之間采用PPR熱熔管道和塑料管、橡膠管連接。水路連接材料由用戶提供。

1.水質(zhì)要求：

總硬度不大于                    10度（CaO容量〈10mg當(dāng)量〉；

溶解性固體                      <300mg/L；

PH值                           7—8.5；

懸浮性固體                      <10mg/L；

堿度                            <60mg/L；

可溶性Si02                      <6mg/L；

電導(dǎo)率                          <500us/cm；

2.供水系統(tǒng)：

***高進(jìn)水溫度                    <35℃；

***低進(jìn)水溫度                    >5℃；

進(jìn)水壓力                        0.15—0.25MPa;

   出水溫度                        <55℃.