俄罗斯30公斤方案.docx

1、俄罗斯30公斤方案ZG-0.03L真空感应精密铸造熔炼炉技术方案1、概述：ZG0.03LB半连续真空感应熔炼定向炉用于镍基合金在真空状态或气氛环境下利用中频感应加热的原理进行熔化、真空浇铸。本电炉为立式半连续结构三室炉 即：加料室（转塔）、熔炼室、锭模室。加料室用于向炉内加入炉料。熔炼室完成感应熔炼、模壳加热、浇铸成型、。锭模室是锭模出入的通道。 熔炼室与锭模室之间采用四连杆翻板阀隔离。锭模升降采用丝杠升降机构。 熔炼室熔炼镍合金开始前，锭模升降机构把模具室内Al2O3模具推送到熔炼室内的模具加热炉内加热，熔炼好的镍合金浇入加热后的模具内，形成铸件，锭模升降机构再升起将铸件取下，打开模具室炉门

2、将铸件取走。整个生产过程中，熔炼室内始终保持真空状态，这样的结构有很多优点，熔炼坩埚不被氧化，节省抽真空时间，提供工作效率。2.1地面空间要求：见上图整套设备为三层布局，第一层为熔炼操作，第二层为模具室操作，第三层为模具升降结构层。第一层为熔炼操作层在工作平台上，布局熔炼炉，中频电源，加热电源，控制柜。第二层为模具室操作在地平面上，布局模具室炉体，真空系统、液压站等。第三层为模具升降结构层。在地坑里，布局模具升降机构。场地要求，设备布局长：6.5米，宽4.5米，高8.85米，高度为地面以上6.1米，地坑2.75米。2.2电力要求：低压配电：3相/接地/中性电源电压：380 V AC5%,50-

3、60Hz设备总功率：180KW变压器容量：200KVA控制电压 （内部产生）：24V DC2.3冷却水参数 冷却设备：FB-250闭式冷却塔 水质：冷却水：软水 喷淋水 自来水冷却水量： 10m3/h （循环量） 最高进水温度 535； 出水温度 55. 进水压力 0.150.3MPa;其它条件：压缩空气： 0.6MPa #46抗耐磨液压油车间温度：540 3. 熔炼炉技术参数：额定容量：30kg 线圈尺寸：直径240mm 高度355mm线圈材质：T2铜坩埚尺寸:外径：180mm 内径：150mm外高：385mm内高：360mm熔化速度：20-30分钟/炉熔炼环境：真空或惰性气体状态。熔炼时倾

4、斜角度：-1030浇铸倾斜角度：1053.2 熔炼电源 电源类型：可控硅中频电源 电源功率：100KW 频 率：2500Hz 输出电压：250375V最高温度：1750熔炼工作温度：1600极限作真空度：5.0X10-2Pa （空炉、冷态、未通水）熔炼工作真空度：5.0X10-1Pa温度测量范围：700-1800温度测量方式： 光学红外测温仪：美国雷泰MR1S型双比色红外线测温仪接触式测温-热电偶浸入钢液面 真空指标要求：熔炼室抽空指标：极限真空压力5.0X10-2Pa 工作真空度 5.0X10-1Pa 漏气率4Pa/h 模具室抽空指标：工作真空度5.0X10-1Pa 漏气率5Pa/h 加料室

5、抽空指标：极限真空压力1 Pa 工作真空度0.5-1Pa 漏气率5Pa/h充气系统：气体类型：氩气气体压力：0.4-0.6MPa充入炉体内压力操作人员进行调节控制系统：自动和手动两种控制方式自动为：西门子PLC 触摸屏 俄语浇注方式：电动液控倾翻坩埚模壳材质： Al2O3（用户自备）模具最大尺寸：320mm*320mm，450mm*450mm，高度300mm-650mm 模具摆放形式：横向2 锭模加热炉：加热方式：感应加热发热材料：石墨 加热温度：1200 加热炉电源：可控硅中频电源电源功率：50KW加热炉测温方式： 光学红外测温仪：美国雷泰MR1S型双比色红外线测温仪（选择配置）接触式测温：

6、 热电偶浸入钢液面 3点测温 三、真空感应精密铸造炉由以下部分组成：配置形式：本电炉为立式结构，分为三室即加料室，熔炼室、锭模室加料室功能是向熔炼坩埚内加料，另外有热电偶测温装置，取样装置，捣料装置。转塔和熔炼室之间采用高真空双向密封插板阀隔离。熔炼室和锭模室均为立式结构。熔炼室和锭模室之间用真空翻板阀隔开。其它主要有中频熔炼电源、锭模加热感应炉、锭模垂直升降及转动系统、真空机组、液压系统、气动系统、冷却设备、PLC电气控制系统构成完整设备。炉盖：炉盖升降机构、加料装置、观察视窗、测温系统、取样装置，炉盖升降为液压驱动熔炼炉：由炉体、感应线圈、转轴、集电装置，汇流母线、熔炼坩埚、法兰、密封结构

7、组成。锭模室系统：由锭模室、锭模冷却设备、锭模移动机构、炉门等组成。锭模加热系统：感应加热炉、中频电源、测温装置、锭模固定座。锭模移动装置：锭模垂直升降移动装置，锭模旋转定位装置。锭模移动装置为电机驱动真空系统：主真空系统和辅助真空系统。抽真空、充气、放气、真空测量等。 液压系统：炉盖升降驱动、倾炉浇铸。由液压站、油管、油缸等组成。充气系统：向炉内充入惰性气体（氩气、氮气、氦气等）。 中频电源： 熔炼中频电源KGPS-100-2.5KHz 模具加热中频电源KGPS-50-2.5KHz 电控系统：PLC自动控制和手动控制两种方式。 水冷却系统：冷却炉体、中频电源、感应线圈、汇流母线、真空泵等。水

8、压、水温测量、监测报警。保护措施：冷却水压力控制、断流、超温监测报警。过流 、过压保护、水压不足报警。报警方式：声光报警四. ZG-0.03L半连续式真空感应熔炼炉的结构ZG-0.03L半连续式真空感应熔炼炉主要由：真空熔炼炉体、感应线圈、真空系统、中频电源、汇流母线、电控装置、测温等辅助功能系统、水冷却系统等组成。4.1 熔炼炉体系统：熔炼炉体由主炉盖、炉体、侧开门、炉盖升降移动机构等组成。4.1.1炉盖： 炉盖采用内壁及法兰为304不锈钢，外壁为优质碳钢，中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构式；炉盖上设置有主加料系统、测温装置（红外线测温和热点偶测温）、观察视窗、隔热挡板等。4.1.2 炉盖

9、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，再通过手动平移机构把炉盖移开。4.1.3主加料装置 为实现连续操作，设有加料装置，加料室位于炉盖的正上方，加料内为加料斗，加料斗采用卷扬机升降，将金属料加入料斗内，收紧吊绳将料斗吊入关闭加料室，旋转至炉体上方加料口法兰定位抽真空，加料室和熔炼炉炉盖之间采用双向密封插板阀隔开，加料室真空泵和熔炼室真空度达到平衡，两室之间的插板阀打开，料斗落下，将金属料加入坩埚内，料斗复位回到加料室，关闭两室之间的插板阀，完成加料。4.1.4观察视镜炉盖上装有二套视察视窗，双层石英隔热玻璃，能观察到炉

10、内的各个有效位置，同时可供二个人观察炉内熔炼状况、测温、 捣料。加料。浇铸等工作状况。4.1.5测温装置：配置红外线测温和热电偶测温两种测温装置。红外线实时在线测温，热电偶进行校正。红外线测温配置美国雷泰MR1S型双比色红外线测温仪。测温范围700-2500.热电偶测温为即时测温，可以对红外线测温仪进行校正。热电偶测温使用超高温钨铼热电偶，测温范围为02000，其结构为单层保护管，保护管选用10厚壁钼镁管,热偶丝采用0.5mm WRe5/26 ，D分度热偶丝。热电偶测温装置为电动操作。4.1.6捣料装置捣料装置是为了防止在熔炼过程中，金属出现“搭桥现象”或者形成“盖帽”现象。4.1.7 取样装

11、置 熔炼过程中可以在不破坏熔炼室真空的情况下，多次取少量样品进行成份分析化验。4.2.1熔炼室炉体ZG-0.03LB半连续式真空感应炉的熔炼炉体内为304不锈钢，为圆筒形结构；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，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。 （为了方便熔炼炉室内部设备和感应线圈的维护， 熔炼室炉体侧面有炉门，方便加热炉体的装配和维修。）为了方便熔炼炉室内部设备和感应线圈的维护， 熔炼室炉体侧面有炉门，炉门上开有法兰口，安装进电主轴，感应线圈安装在进电主轴炉门内侧炉室，炉门外

12、侧安装倾转液压缸，进电主轴为空心同轴，之间通水，和感应线圈形成循环回路。 进电转轴和感应线圈安装在炉体上，采用母线和集电装置，相对水冷电缆具有压降低、可靠性高等优点。另外炉体侧面预留有保温炉热电偶测温接口三个、充气阀接口。4.2.2真空感应熔炼炉感应器：感应线圈是由扁圆形T2紫铜管制成的多匝圆柱形，匝与匝间有35毫米的间隙，通过它们外围的绝缘板来固定位置，感应线圈和进出电极间的连接是用水冷电极来连接的，拆卸方便，既能保证良好的导电，减少发热又能保证可靠的真空密封。感应线圈经过打压检验合格，并且经过多次绝缘处理，具有良好的绝缘性能，可耐大电流冲击，不会产生真空下放电现象。4.2.3倾炉机构与导电

13、电极：真空感应熔炼线圈倾翻为手控液压倾动，能够前倾105、后倾10，炉外操作液压控制拨杆，油缸倾转熔炼炉，翻转速度可调、安全可靠。 导电电极是一根空心铜轴电极，具有导电通水的双重功能。中间空心与感应线圈空心铜管形成循环水路，冷却感应线圈。铜轴连接导电铜排和中频电源连接，向感应线圈输入电流。导电主轴和炉体之间采用真空硬质结构密封，保证了真空炉室的密封性。 4.2.4导电铜排及柔性电缆：中频电源柜输出端采用水冷导电铜排连接至导电铜处，改为柔性编制铜导线与导电铜轴电极连接，柔性电缆线可旋转不宜折弯。4.2.5液压系统液压系统主要由液压站和液压缸，液压油管，操作控制手柄等组成。为感应线圈倾转，炉盖提升

14、提供动力，液压站由油箱、叶片泵，油路，集成块连接，电磁换向阀，溢流阀等及管路附件，限位行程开关等组成。电液连锁控制的液压系统，每个执行元件都能在调定速度范围内正常工作。各执行缸装有缓冲装置，电液连锁自动控制环节完善，以保证运动动作正确，平稳可靠。坩埚倾转浇注采用液压手操作手柄来控制浇注和复位。液压油为46抗耐磨液压油。4.3、 锭模加热电炉：加热炉技术参数加热方式：感应加热发热材料：石墨 加热温度：1200 加热炉电源：可控硅中频电源电源功率：50KW感应线圈尺寸：直径900mm 高度700mm 锭模加热炉是用来对模具进行加热的电炉，为感应电阻加热炉，用石墨发热体，最高工作温度1800度，为了

15、保证型壳的浇铸时要求的温度，加热炉结构从内到外依次：石墨发热体- 石墨碳毡隔热层-高温纤维毡隔热层-感应线圈，最外层为2520耐热钢。起到保温坚固的作用。加热炉的上方开设直径100mm圆孔，用于浇铸。根据工艺可以在加热炉上方有挡渣板，防止熔炼过程中飞溅的钢水掉入模具内。挡渣板为不锈钢材质，炉外手柄操作开启和闭合。（用户决定要不要加挡渣板？）加热炉对模壳设置1个测温点，测温采用热电偶测温仪。加热炉电源为可控硅中频电源，调整加热炉的温度，升温、降温、恒温。5.真空翻板阀门真空熔炼室与锭模室之间设置直径为750mm水冷高真空翻板阀将熔炼室和锭模室隔开，形成2个独立的真空室。翻板阀靠炉体外液压油缸为动

16、力源。水冷翻板阀的阀盖的翻转靠四连杆机构实现，在阀门打开或关闭的过程中，阀板的运动有一个翻转过程。能翻转90角度。使得阀盖面向炉壁，这样做的优点1、是节省空间，有利于锭模的上下运动。2、避免密封圈受到高温烘烤，保护了密封圈。3、熔炼过程中喷溅的金属掉落在阀盖上，不会影响阀门的开启和关闭。6、锭模室：锭模室是取放锭模的过渡室，位于熔炼室下方，锭模室直径1300mm,高度1600mm,通过水冷翻板阀和熔炼炉相连，锭模室炉体内为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。锭模室背面开有真空泵接口，正面是炉门。炉门是锭模出入锭模室的通道，底部为锭模升降机构连接口。

17、模具室炉门也为双层水冷结构，手动开启关闭。炉门上有观察视窗，可以观察模具室内的工作情况。7、 锭模升降机构 锭模升降结构输送浇铸模具到熔炼室，浇铸完成后将浇铸好的锭模取回锭模室的冷却仓。定位升降机构由垂直升降水冷轴和两根升降滚珠螺旋丝杆组成，升降丝杆为锭模升降机构提供升降动力，另外垂直升降水冷轴两侧有两道导轨，用于导向定位，保持垂直升降轴运动平稳。工作过程：将Al203模壳放入铸锭室内的升降装置顶端的座架上固定，关闭锭模室炉门，打开熔炼室和锭模室之间的翻板阀，锭模升降机构垂直升起，穿过熔炼室和锭模之间的阀体将锭模送人熔炼室内的保温炉炉腔内，锭模移动结构主轴旋转45度，将装有模壳的模壳座架放置在

18、加热内的模具平台上，升降轴与模具座机分离。升降轴降下回到锭模室内， 关闭熔炼炉和锭模室之间的翻板阀。对真空室抽真空，向加热炉输送功率对模壳进行加热。 模壳在加热炉内加热到1200，对模壳进行浇铸，浇铸完毕，浇铸好的锭模在加热炉内停留2分钟，打开熔炼室和锭模室之间的翻板阀，升降主轴升起，将浇铸好的模具从加热炉内取下，缓慢降到模具室内。打开锭模室炉门，用专用工具将浇铸好的锭模从模具室取出。真空机系统：为了能在整个熔炼过程中，达到良好的工作真空度，本套设备有二组真空系统配置。真空熔炼炉室真空系统采用三级泵配置。冷态极限真空度可以达到5.0X10-2Pa。熔炼室真空系统由1台ZL-400油增压泵，1台

19、ZJP-600 罗茨泵和1台H150机械泵，400冷阱、气动高真空阀门、真空测量等部分组成。锭模室真空系统配置为一台H150 机械泵，一台ZJP-600 罗茨泵。加料室真空利用锭模室真空系统分出真空管道加装阀门。用于真空主加料时对加料室抽真空。真空阀门均为气动阀门，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。该真空系统具有分段检测设置和电器保护系统，并有断水保护装置，从而大大地提高了运行的安全性。真空测量部分主要由2只电容式压力传感器，主要是解决电阻规在通以氩气保护后测量不准确，替代电阻规。而一台ZDF-复合真空计和真空压力表，规管及相应附件组成，并配有数字式复合真空计，直接读取

20、真空室真空压强，低真空规管全部使用ZJ-27型金属电阻规管，电离规管采用ZJ-52T.用于未充保护气体及配备该设备长期使用后检漏熔炼室的真空系统扩散泵管道上装有充气阀，充气阀是向真空室充入气体的开关装置，通过管道与压缩气体连接可以向真空室内充入惰性气体。放气阀是破真空使用，安装在炉盖上，电动操作放气。 锭模室真空系统的充气阀和放气阀都安装在真空管道上，电动控制。气动阀门需要压缩空气为动力，压缩空气0.6MPa.9、真空感应炉电气设备主要由中频熔炼电源和电气控制系统组成。中频电源中频电源是向线圈提供中频功率的装置，中频电源有隔离变压器、整流、逆变、电容补偿四大部分组成。本套设备采用可控硅电源电源

21、参数电源型号： KGPS-100-2.5KS电源功率： 100KW电源频率： 2500Hz 输入电源电压： 380V10% 输入相数： 相 输入电源频率： 50Hz 输出中频电压： 250-375V电气控制系统：采用西门子S7-200系列可编程控制器及自动化仪表，采用研华工控机进行组态，对工艺过程具有画面显示功能，主要工艺参数进行记录并生成报表，电器元件选用施耐德品牌，直观、可靠性。电控系统功能：机械动作控制：炉盖升降、倾炉，锭模的垂直升降，旋转动作、热电偶测温操作。真空系统控制：真空泵的操作、真空阀门的操作。充、放气阀门的操作。中频电源控制：功率输送、温度控制、电流、电压、频率显示。温度控制

22、：熔炼炉温度测量，加热炉温度测量、温度显示。扩散泵油温测量显示、水温测量、温度记录。 冷却系统控制。冷却水压力控制、断流、超温监测报警。安全报警系统。过流 、过压保护、水压不足报警。报警方式：声光各种操作都可以实现自动和手动两种操作。10、冷却系统ZG0.03LB半连续式真空感应熔炼炉的水冷系统分为三大部分，即中频电源冷却系统、炉体部分冷却系统和真空机组冷却系统。中频电源冷却：包括对可控硅、电抗器、隔离变压器、水冷电缆冷却。炉体冷却：包括对炉体、炉盖、炉门、锭模室冷却、感应线圈等冷却真空系统冷却：包括对滑阀真空泵、罗茨泵、有扩散泵、冷阱冷却、全部冷却水系统均设有水温、水压显示和超限、缺水报警装

23、置，以保证设备的安全运行。全套设备冷却水循环流量10t/h，采用FB-250闭式冷却塔冷却 .1.水质要求：总硬度不大于 10度（CaO容量10mg当量；溶解性固体 300mg/L；PH值 78.5；悬浮性固体 10mg/L；碱度 60mg/L；可溶性Si02 6mg/L；电导率 500us/cm；2.供水系统：最高进水温度 5；进水压力 0.150.3MPa;出水温度 55. ZG-0.03LB半连续式真空感应精密铸造炉供货清单 序号项目名称规格及说明数量熔炼炉部分1炉盖（含转塔）含视窗、 测温、加料、取样等 1套2熔炼室炉体含侧炉门 ZG-0.03LB 直径1200mm1套3主加料装置隔热

24、挡板、加料室、侧门、翻板阀、料斗1套4捣料装置1套5测温系统美国雷泰MR1S型双比色红外线1套热电偶测温 W-Re5/26热电偶丝 钼保护管1套6观察视窗多孔旋转式2套7炉盖提升机构液压1套8倾炉机构液压缸 旋转轴1套9液压系统液压站、油缸、油管 有水分离器1套10进电转轴装配式结构1套11感应熔炼炉 ZG-0.03LB1套12中频电源KGPS-100-2.5K 含补偿电容1套13温度控制系统温控闭环1套14导电铜排和柔性电缆1套加热炉部分1炉体不锈钢炉体1套2发热体石墨发热体1套3隔热屏蔽层石墨碳毡保温 石棉防散热保护罩1套4可控硅调压电源KGPS-50KW1套5导电铜排及连接电缆1套6三点

25、测温热电偶测温1套7加热炉控制系统控温1套8锭模固定座1套9 挡渣板防止熔炼过程中金属飞溅1套真空系统1机械泵H-1501台2罗茨真空泵ZJP-6001台3油扩散泵ZL-400 1台4气动挡板阀GDQ4001套5气动挡板阀GDQ1001套6气动挡板阀GDQ1501套7DDC-Y150电磁带充气阀1套8真空管道1DN1503套9真空管道2DN1001套10DN150不锈钢波纹管2套11DN100不锈钢波纹管1套12电磁带充气阀DDC-Y1001套13充气阀向炉内充气1套14放气阀 2套15真空计ZDF型系列电阻/电离复合真空计1套16规 管ZJ-52T电阻规 ZJ-27电离规2支17真空管道3套

26、18不锈钢波纹管道3套19真空泵支架2套翻板阀1700四连杆翻板阀1套2翻板阀冷却1套3炉外液压缸1套4翻板阀控制系统1套锭模室1锭模室炉体直径1300 mm 高度 1600mm 内壁不锈钢 1套2炉门炉门、含有观察窗1套3真空系统罗茨泵ZJP-6001台机械泵H-1501台DDC-Y150电磁带充气阀1套GDQ-150气动挡板阀真空管道DN1502套不锈钢波纹管DN1501套充气阀（电动）向炉内充人氩气1套放气阀 1套压力传感器1套真空计1套压力表1套模壳垂直升降机构 1模壳座耐热不锈钢1套2隔热层1套3模具固定夹具1套4丝杠滚珠丝杆1套5导向杆2套6承重主轴1套7转向机构1套8电机1套9减

27、速机1套10升降机构控制柜升降、旋转控制1套冷却系统1FB-250闭式冷却塔1套2分水器（闭式）2套3集水器（闭式）2套4耐压胶皮管分水器、集水器到设备之间的管道全套5PPR管道冷却塔到分水器、集水器之间的管道全套6水路安装材料街头、三通、变节、阀门、法兰等全套7水压表1套8流量开关10只9水温表1套10水温 水压报警1套11冷却塔控制箱1套电气控制系统1电气控制柜1台2电器元件电流表 电压表、频率表、温度表、功率表、真空计、温度测量等各种仪表1套3PLC控制系统西门子S7-200 触摸屏（包含熔炼炉，中频电源，倾炉，真空阀门。液压、冷却系统等所有的控制部分）1套其它1取锭模专业小车1套2气动

28、系统空气压缩机油水分离器 气管 三通 接头等1套3安装工具固定螺丝、1套4工作平台标准型材焊接 2套5图纸地基图 设备总图纸 电气图纸等全套6文献资料设备使用说明书 、维护手册等全套备品配件序号项目名称规格及说明数量1坩埚特制2个2打结料2袋3耐火胶泥2袋4水玻璃50L5石棉布1卷6石棉板2块7热偶丝0.5mm WRe5/26 ，D分度热偶丝5对米8保护管2根9磁珠500颗10中频电源控制板 1块11视窗玻璃12块12密封圈2套13感应线圈30公斤1套14扩散泵真空油1桶15罗茨泵真空油1桶16机械泵真空油1桶17规 管2支18可控硅KK KP4个19水冷电缆2根20发热体1套8.用户自备设备及条件:1. 200KVA变压器容量，电压：3 相/交流 380V10% 频率：50Hz2. 低压开关柜。 3. 46