坩堝熔煉的特點(diǎn)與高效操作

1、坩堝熔煉的特點(diǎn)與高效操作坩堝熔煉的特點(diǎn)與高效操作修毓平摘要介紹了目前主要應(yīng)用于有色合金的坩堝爐熔煉的特點(diǎn)和發(fā)展概況，對(duì)國(guó)內(nèi)外在坩堝熔煉高效操作方面的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析和評(píng)述。關(guān)鍵詞：坩堝爐熔煉有色合金TheTheFeaturesFeaturesHighHighEfficientEfficientProcessingProcessingofofCrucibleCrucibleMeltingMeltingXiuYuping(GuangzhouX

2、indaCastEquipmentFacty)ABSTRACTInthispaperthefeaturesdevelopmentofcruciblefurnacemeltingmainlyusedfnonferrousalloyshavebeenintroducedbriefly.Thedomesticoverseasexperiencesonthehighefficientprocessinghavebeenremarked.KeyW

3、ds:CrucibleFurnaceMeltingNonferrousAlloys1坩堝熔煉的優(yōu)點(diǎn)坩堝熔煉的優(yōu)點(diǎn)16世紀(jì)中葉，陶瓷業(yè)者及煉金術(shù)士利用粘土制造坩堝，開(kāi)始使用時(shí)先以慢火預(yù)熱使水氣蒸發(fā)，然后以猛火加熱坩堝至金屬熔化所需的溫度。至18世紀(jì)末期，開(kāi)始生產(chǎn)石墨質(zhì)坩堝，但因成形技術(shù)落后，故與現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)相比，壽命仍嫌太短。1820年，美國(guó)的JOSEPH開(kāi)發(fā)了一種坩堝，采用天然石墨和耐火粘土，因石墨導(dǎo)熱性好且化學(xué)性能穩(wěn)定，耐火力強(qiáng)，故坩堝壽

4、命大大提高。從早期耐高溫石墨坩堝逐步發(fā)展到超級(jí)超強(qiáng)坩堝，直到當(dāng)今的高級(jí)碳化硅石墨坩堝，人類走過(guò)了一段漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程。與此同時(shí)，隨著耐熱耐蝕鑄鐵材質(zhì)的進(jìn)步和表面涂層防止?jié)B鐵技術(shù)的發(fā)展，合金鑄鐵坩堝亦在近幾十年獲得廣泛的應(yīng)用。特別是有色金屬熔煉領(lǐng)域，采用石墨或鑄鐵坩堝的熔爐占有很大的比例。這主要得益于坩堝熔煉的一系列優(yōu)點(diǎn)。(1)燒損少因被熔化的金屬與火焰隔離，且從坩堝底部加熱，充分利用了熱對(duì)流作用，有利于爐料成分和溫度的均勻，避免局部高溫，

5、使貴重合金元素的氧化燒損及高溫?fù)]發(fā)減少。一般坩堝爐的金屬燒損僅為1%～2%，而無(wú)坩堝爐高達(dá)5%～25%。(2)冶金質(zhì)量高由于坩堝使火焰及燃燒產(chǎn)物與金屬隔離，大大減少了氧化性氣體對(duì)每次用勺子自坩堝內(nèi)取出液體送入鑄模，具有自動(dòng)點(diǎn)火(指燃油)，自動(dòng)溫控等功能，故生產(chǎn)成本較手工控制減少30%。電熱坩堝爐主要用于保溫，其熔解能力有限，往往因設(shè)計(jì)上的缺點(diǎn)使電熱體過(guò)早失效，導(dǎo)致輸入動(dòng)力損失近三分之一，而且更換電熱體頻繁，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，影響生產(chǎn)。(3)傾倒

6、式坩堝爐(如圖2)圖2傾倒式坩堝爐Fig1Drawingcruciblefurnace一般容量(鋁)200～1600kg，用于單一合金生產(chǎn)且出湯量較大時(shí)。金屬自熔爐傾倒進(jìn)包內(nèi)，然后倒入保溫爐或鑄模中。未改良的爐體傾倒機(jī)構(gòu)是繞中央支軸旋轉(zhuǎn)，缺點(diǎn)是出水口位置不能定點(diǎn)出料。后來(lái)開(kāi)發(fā)了一種邊緣支點(diǎn)式傾斜爐，其最新設(shè)計(jì)是裝有兩個(gè)油壓缸，可嚴(yán)格控制傾倒的流量和保證液流的平穩(wěn)。若爐體損壞時(shí)，可吊起更換一備用爐體，30min即可恢復(fù)作業(yè)。相對(duì)于傳統(tǒng)的窄

7、而高的坩堝，目前又發(fā)展了矮而闊的盆型坩堝，便于加入大型金屬?gòu)U料。表面上看，盆型的受熱面積較小，金屬表露面積較大，熱損失較大。其實(shí)，它有利于坩堝上緣部分金屬的預(yù)熱，使熔解速度比老式爐提高30%左右。此外，老式爐為了防止上下溫差過(guò)大導(dǎo)致坩堝損壞，一般用人工操作的低壓燃燒器緩慢加熱至設(shè)定的溫度，而用盆型坩堝因上下溫差小，采用控制盒自動(dòng)控制式燃燒器，無(wú)須先緩慢加熱，減少預(yù)熱時(shí)間，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉燃燒機(jī)，既防止過(guò)熱又節(jié)省燃油。(4)沉

8、浸式坩堝爐(如圖3)是最新式爐。采用一般爐之逆向設(shè)計(jì)，將燃燒器火焰直接噴入坩堝內(nèi)，而金屬置于坩堝外壁和耐火爐襯之間。選用特殊強(qiáng)力短火焰燃燒機(jī)可保證火力充滿坩堝，其排放的燃?xì)獗灰鲱A(yù)熱爐料。滿負(fù)荷時(shí)熱效率高達(dá)40%，燒損率僅1%～2%，綜合效益遠(yuǎn)高于一般開(kāi)放式火焰爐或保溫爐。目前有4種標(biāo)準(zhǔn)，可用于熔化、保溫及大容量爐，熔化率為300～1000kgh。該爐結(jié)構(gòu)緊湊，與鑄機(jī)匹配協(xié)調(diào)方便。由于熱源在爐中心部，故工作環(huán)境溫度較低，坩堝伸入金屬液底