10公斤铝合金铸型真空压铸机

序号

结构功能描述与规格参数

真空感应熔炼热压铸造炉 ZG-0.03L

总体参数:

u  电源电压                 380V AC ±10%,50Hz

u  配电功率（变压器容量）   200KVA

u  控制电压                 220V

u  额定容量                 30Kg 钢

u  线圈尺寸                 内径310mm  高330mm

u  坩埚尺寸                 外径215mm  内径165mm    外高300mm  内高270mm

u  坩埚材质                 石墨

u  炉体结构                 熔炼室+压铸室

u  熔炼炉体尺寸             直径 1300mm, 高 1500mm （外形尺寸？）

u  压铸室尺寸               长 1000mm × 宽 1000mm× 高 1000mm

u  模具尺寸                 直径300mm  高 300mm

u  中频电源                 KGPS-100   100Kw/2.5Khz

u  液压机                   350 吨

u  熔炼和铸造工作真空度     ≥6.67X10^-2Pa

u  极限真空度               ≤6.67X10-3Pa

u  熔化速度                 40 分钟

u  熔化温度                 1650 ℃

u  最高温度                 1750 ℃

u  测温方式                 钨铼热电偶测温 温度测量范围：200-1600℃

                         红外线测温：        温度测量范围：1000-3000℃

1

中频电源

中频电源是向线圈提供中频功率的装置，由隔离变压器、整流、逆变、电容补偿四大部分组成。真空感应熔炼炉采用 KGPS-100-2.5/S 可控硅变频装置。由于真空感应线圈的供电电压是低电压，所以须在中频电源内设隔离变压器，将中频电压从 750V 降低到 250V，以适应负载的匹配。

l  电源型号                       KGPS-100-2.5KS

l  输入电源电压                   380V ±10%, 3Phase, 50Hz

l  电源功率                       100Kw

l  电源频率                       2500hz

l  输出中频电压                   250V

l  变压器                         隔离变压器

l  初级中频电压                   750V

l  次级中频电压                   250V

l  操作面板上设有功率表、电压表、频率表、电流表、热电偶测温表等指示仪表、操作按钮和信号灯等.

l  电源柜尺寸                     独立柜体，长 1.4 米，宽 1.2 米，高 2.0 米

l  中频电源与炉体连接             铜排

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PLC 电气控制

l  电器控制采用西门子 S-7 -200 型 PLC 控制，带触摸屏操作界面，电气控制柜为独立的柜体。

l  电气控制的内容包括中频电源参数显示、真空系统模拟显示和操作、真空测量、充气、放气、真空炉盖顶起与落下，液压站工作控制、数据记录、各种互联互锁、安全保护、报警等。

l  电气控制除了 PLC 控制系统外还可以通过控制柜上的按钮进行操作控制。当 PLC 控制系统发生意外或故障，也可以采用操作按钮进行控制。

l  触摸屏为嵌入式，具有记忆功能，显示温度曲线，设置多种冶炼工艺。同时安装有联测无纸记录仪器。四通道，可以记录真空度、熔炼温度、模具加热温度、电流、电压等参数。

l  电气控制的各种控制按钮集中在控制柜面板上。面板上的红色和绿色灯显示各种设备的工作状态。

l  控制柜顶上有声光报警系统，当发生水压不足、电流过大、电压不足等情况时会发出声光报警。

电气控制系统功能：

l  机械动作控制：炉盖升降、倾炉浇铸、模具车移动操作。

l  真空系统控制：真空启动、关停、真空阀门开关，放气阀门的操作，真空测量显示。

l  中频电源控制：功率输送、温度控制、电流、电压、频率显示。

l  温度控制：熔炼温度测量，加热炉温度测量、温度显示，扩散泵油温测量显示、水温报警。

l  冷却系统：冷却水温显示、报警，压力显示，断流、超温监测报警。

l  安全系统：互联互锁，防止误操作。

l  电流过流 、过压保护、水压不足报警。报警方式：声光。

l  电炉安全防护、应急水源。

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真空感应熔炼热压铸造炉结构

电炉主要由：炉盖、熔炼炉体、炉门、感应线圈塞杆浇铸机构、浇铸流槽、进电电极、电阻加热炉等组成。

3.1

炉盖

炉盖采用内外壁及法兰为 304 不锈钢，中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构；炉盖中央安装塞杆升降结构、炉盖还布置有2套观察视窗、合金加料器、热电偶测温和红外线测温仪、放气阀门、视频监控装置。

l  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，再通过电动平移机构把炉盖移开，实现对熔炼坩埚装料、炉体内部维护等。

l  观察视镜

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。观察孔玻璃下有自刷机构。以清理玻璃上的污物，观察窗具有耐热、防污染性能。观察视窗设计独特，每个圆形的观察视窗上安装有 6 块石英玻璃。呈60度，6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。

l  熔炼测温装置

Ø  配热电偶温度测试系统一套。测量范围200-1600℃。工作原理是根据金属的热电效应，利用热电偶两端所产生的温差电热测量物体的温度。热电偶测温装置，此装置为齿条结构，密封在金属管内，金属管与炉盖相连，通向炉体，齿条的一端装有 K 型热电偶。热电偶另外一短用测温导线连接通向炉外与测温表相连。当需要测温时，手动控制按钮，电机驱动金属管内的齿条下降到坩埚内金属液面。热电偶插进金属液内，测温仪表显示金属液温度。测温完成，齿条升起，热电偶离开金属液面，停留于金属套内。

Ø  配置红外线测温仪，实时在线进行温度检测，红外线测温仪采用双比色红外线测温仪，测量温度800-2000度之间。

l  合金加料器

为了在真空熔炼过程中添加合金元素调节金属成分，在炉盖上装有六格旋转式合金加料器，合金加料舱与熔炼炉体内相通，在熔炼抽真空之前，预先把需要添加的合金料按照添加先后顺序依次放入加料器的五格格挡中，盖上合金加料舱盖。合金加料舱上方有一个手动转动的手轮，用于转动合金加料舱内的加料格挡。

熔炼过程中需要添加合金元素时，手轮转动加料器上方的手轮，手轮上有刻度，对准1个刻度，一种合金元素便从开口落到炉盖内的加料簸箕内，搬动炉外的簸箕操作手柄，簸箕内的合金元素加入熔池中，簸箕会在弹簧扭力的作用下自动复位。同样方法加入其它几种合金元素。

l  浇铸塞杆装置

Ø  本套电炉采用底漏方式浇铸，熔炼好的金属液从坩埚底部流出，经过感应线圈底部的石墨流槽倒入模具内。金属液的出口位于U型坩埚底部正中央，为了防止在熔炼的时候金属液漏出需要将底漏孔堵塞，我们采用塞杆堵塞漏孔。

Ø  塞杆装置安装在炉盖上，感应熔炼线圈正上方，由固定框架结构，升降丝杠，导向杆，变频电机，水冷直轴，密封结构，高温材质塞杆、限位装置、塞杆升降控制系统等组成。塞杆安装在塞杆装置的底部，位于熔炼炉内，材质为耐高温材料，比如高温陶瓷、石墨、金属钨、钽、等。

Ø  塞杆装置可上下移动，采用变频电机驱动丝杠转动，带动塞杆固定座上下移动，由变频器控制，可以任意设置移动速度，并配有限位器，可以根据坩埚的位置调节塞杆下降的位置，底座左右由丝杠固定，前后还有导向杆，保证塞杆底座稳定性，能准确无误的将坩埚底部的漏孔堵塞，保证坩埚安全。熔炼时塞杆顶端部分插入坩埚内部，金属液热传导会影响密封效果，采用水冷套结构，对塞杆底部降温，保证密封结构不受到高温影响。塞杆主轴密封在真空管内部，真空管也炉盖连为一体，塞杆柱在真空管道内垂直升降，可以采用手动（或电动或气动)驱动塞杆主轴上下移动。

Ø  金属熔为液态后，塞杆将坩埚底部堵塞漏钢孔的石墨片击碎，金属液从坩埚底部流出。

3.2

炉体

炉体为L型，垂直方向为熔炼室，横向为压铸室，炉体直径1300mm,内壁为厚度10mm优质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。炉体左边是真空接口、右边为进电铜轴、前端与压铸室连接，熔炼室和压铸室之间为隔离阀；炉体内安装感应线圈

l  熔炼室    尺寸：直径 1300mm, 高 1500mm （外形尺寸？）

Ø  感应线圈

线圈用T2空心紫铜管绕制成，内径310mm，高度330mm, 共7匝，匝与匝之间有10毫米的间隙，感应线圈两边用绝缘胶木板固定，线圈刷绝缘油漆，并进行烘烤，进行绝缘处理。

Ø  坩埚

坩埚材质：石墨    坩埚尺寸：外径215mm  内径165mm    外高300mm  内高270mm

Ø  水冷导电铜轴

水冷导电铜轴是连接中频电源和感应线圈的主要部件，导电铜轴作用是将由中频电源输送来的低压大电流输送给感应线圈，因此水冷导电铜轴具有导电和冷却的功能。导电铜轴为空心厚壁铜管制作而成，铜管起到导电通水的作用。水冷铜轴安装在炉体右边，导电铜轴与炉体之间密封绝缘处理，导电一端在炉内，一端在炉外。炉内一端焊接铜法兰与感应线圈连接，炉外部分与中频电源连接，铜轴上安装导电盘。

Ø  流槽

流槽位于感应线圈正下方，用途是将金属液导流进浇铸模具内。

流槽由流槽本体，流槽外壳、流槽加热、流槽座、流槽前后移动油缸、控制系统6部分组成

流槽本体为石墨材质

流槽外壳为304不锈钢，石墨流槽放置于不锈钢外壳内。

流槽加热电阻丝铺设于不锈钢外壳内部的耐火砖槽中，石墨流槽固定在发热体上方，电阻丝对流槽进行加热，最高可到1000度，加热采用PID表控制，可以控制温度上下限和升温时间和温度。

流槽外壳放置于滚动式底座上，油缸推动流槽在滚轮上前后移动。

油缸安装在炉体上，油缸与炉内流槽连接，推动流槽前后移动。

l  压铸室        尺寸：长 1000mm × 宽 1000mm× 高 1000mm

熔炼后的金属液底漏经流槽进入钢模具内，温度下降到适合压铸的温度，液压机向下移动，压头压缩金属成型。压铸结束，压机抬升复位，打开炉门，将压铸好的工件取出，在炉外脱模。

Ø  不锈钢法兰  宽1200mm   高1200mm  连接熔炼室与压铸室

Ø  压铸室炉体

不锈钢法兰 宽1000mm   高1000mm

上部开口与液压机连接

下部开口与压铸底座连接

红外线测温仪

视频监控

观察视窗

炉内安装半圆型模具电阻加热炉

电阻加热炉进电水冷电极

电阻炉热电偶测温

Ø  模具  材质：钢        尺寸：直径300mm  高 300mm

Ø  模具加热炉

为了提高金属在浇铸过程中的流动性，采用电阻加热炉对浇铸钢模具进行加热，发热体可以采用铁铬铝材料，工作温度≦1000 度，加热炉结构从内到外依次：发热体- 保温材料--不锈钢炉壳，

电阻加热分为两部分，一部分固定在铸锭室内，一部分固定在炉门上，随炉门开关。

炉体和炉门上分别有3个水冷电极。是将由变压器输送来的低压大电流输送给加热炉，因此水冷电极具有导电、绝缘、密封和冷却的功能。本设备的水冷电极采用空心厚壁紫铜管作导电用。空心铜管内通以冷却水起冷却作用。水冷电极通过炉体上的3个法兰与炉体连接，同时起密封作用，降压变压器与炉体上的三个水冷电极之间采用三根导电铜排连接，炉门上的3个水冷电极和炉体上的3个水冷电极之间采用柔性电缆连接，炉门可以自由开关。模具加热炉温度测量和控温采用K型热电偶和PID控温仪表来实现，设置温度上限和下限，自动控温。不会发生过烧温度过高或者温度太低的现象。有效调整加热炉的温度，实现升温、降温、恒温。

加热方式：电阻加热

发热材料：铁铬铝

加热温度：≤1000℃

加热炉电源：调压电源

电源功率：30KW

输入电压：60V

加热炉尺寸：外径 800mm  内径500mm   高度 500mm ，（根据模具尺寸设计）

Ø  炉门

外壁碳钢 内壁不锈钢宽1000mm  高1000mm，

与熔炼炉体铰链连接、左右开关 、手动锁紧

双层水冷

炉门上安装半圆形模具加热炉

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350吨龙门液压机

液压机由主机、液压传动系统、润滑系统和电气控制系统组成。

350吨龙门液压机主要技术参数

l  公称力：5000kN 

l  回程力：385kN 

l  液体最大工作压力： 25MPa  

l  塞柱直径：400mm

l  塞柱长度1400mm

l  工作台有效尺寸

l  左右  1150mm  

l  前后 850mm  

l  空下速度： 0-250mm/s 

l  工作速度： 6~ 42mm/s 

l  回程 速度： 250mm/s （可调）

l  工作台距地面高： 800mm 

l  脱模压机：50吨

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真空系统

l  熔炼室真空系统

Ø  采用三级泵配置。冷态极限真空度可以达到 6.67X10-3Pa。

Ø  真空系统由一台 KT-400 油扩散泵，一台ZJP-600 罗茨泵和一台 H－150 机械泵，400 冷阱、高真空气动挡板阀门、真空测量（ZDF―Ⅲ型系列电阻/电离复合真空计）等部分组成。

Ø  连接方式为：炉体—不锈钢钢丝球滤尘装置—油扩散泵—除尘罐--罗茨泵—滑阀机械泵，炉体与过滤罐，过滤罐和油扩散泵之间采用钢管道连接，油扩散泵与罗茨泵之间，罗茨泵与滑阀机械泵之间采用钢管道和不锈钢波纹管连接。

Ø  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。

Ø  真空系统具有分段检测口和保护措施，防止误操作。

l  真空测量：

Ø  真空测量系统包括一套 ZDF―Ⅲ型系列电阻/电离复合真空计和一块指针式真空压力表，电离规管和电阻规管及相应附件。

l  充放气系统

Ø  充气阀门是向炉内充入惰性气体，创造保护气氛，调节真空室内压力。

Ø  放气阀是释放真空。

Ø  充气阀和放气阀均采手动阀门。

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气动系统

真空系统真空阀门为气动挡板阀门，需要压缩空气为真空阀门提供动力。

l  空气压缩机

l  油水分离器 气管 三通 接头等

l  压力：≥0.6MPa.

l  灰尘和水汽过滤

l  最大露点：3℃

l  车间温度：5-40℃

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冷却系统

l  真空感应熔炼炉的水冷系统分为三大部分，即中频电源、炉体和真空机组冷却系统。

l  中频电源冷却：包括对可控硅、电抗器、隔离变压器、水冷电极、导电铜排冷却。

l  炉体冷却：包括对炉体、炉盖、炉门、冷却、感应线圈等冷却、密封轴承冷却、冷却。

l  真空系统冷却：包括对滑阀真空泵、罗茨泵、油增压泵、冷阱冷却、

l  每条冷却水感应均设有调节阀门。水温、水压、水位显示，缺水报警装置，以保证设备的安全运行。

l  全套设备冷却水循环流 25t/h，

l  水质要求：

Ø  总硬度不大于10 度（CaO 容量〈10mg 当量〉；

Ø  溶解性固体<300mg/L；

Ø  PH 值:7—8.5；<10mg/L；

Ø  悬浮性固体<60mg/L；

l  供水系统：

Ø  最高进水温度<35℃；

Ø  最低进水温度>5℃；

Ø  进水压力0.15—0.3MPa;

Ø  出水温度<55℃.