【正文】 蝸桿機(jī)構(gòu)傾爐。從感應(yīng)爐爐體中排除氣體獲得真空，是專門的真空機(jī)組進(jìn)行的。 爐殼 爐殼 有 固定爐殼 和 可動爐殼。 其圖形如下圖 所示 [16]： 圖 真空感應(yīng)爐外形 ； ； ； ； ； ； ； 00000 結(jié) 論 25 結(jié) 論 本設(shè)計是將本科四年中所學(xué)的冶金專業(yè)所學(xué)理論知識與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的一次設(shè)計。 本課題設(shè)計的真空裝置感應(yīng)圈坩堝和錠模裝在同一熔煉室內(nèi)，由于坩堝在熔煉室內(nèi)翻轉(zhuǎn)澆注，熔煉石容納了機(jī)械和液壓機(jī)構(gòu)，感應(yīng)圈的冷卻水管線和電纜也占用室內(nèi)空間 。常見的配置一種為兩級真空泵配置，前級使用機(jī)械泵，后級使用羅茨泵或油擴(kuò)散泵；另一種為三級真空泵配置，機(jī)械泵 —羅茨泵 —油擴(kuò)散泵。 本課題設(shè)計的真空感應(yīng)爐容量為 10kg，因此本課題的輕料機(jī)構(gòu)選擇絲杠傳動機(jī)構(gòu)。 傾爐機(jī)構(gòu) 傾爐機(jī)構(gòu)的設(shè)計一般應(yīng)根據(jù)承受載荷的情況，計算爐體傾側(cè)力矩，來設(shè)計出軸承，在選擇其動力系統(tǒng)，在這本課題就不去計算這些，直接選擇常用的傾爐機(jī)構(gòu)。因此，為了使計算結(jié)果更符合實(shí)際，可以根據(jù)操作情況，把計算結(jié)果乘以系數(shù)（ ~）。度； D1——感應(yīng)器內(nèi)徑，為 厘米； D3——坩堝外徑，為 厘米。通常按爐料達(dá)到最終溫度，即澆注溫度 tJ 時的熱穩(wěn)定狀態(tài)計算。爐料也向感應(yīng)線圈傳遞熱量。 φ m 8m1i W U因 為 ??? ? 式 （ ） 18im 4 . 4 4 f W10U 故 ??? 式 （ ） 2. 磁通量的總截面積 AF[1] )厘米(fWB4 .4 4 k 10UkBk φkA 21mF8ilmFmlF ??? 式 （ ） 式中 Kl——漏磁系數(shù)，其值取決于感 應(yīng)器外側(cè)磁通通過磁軛部分的多少，一般 可取 ~； kF——硅鋼片的疊片系數(shù)，一般為 ~； Ui——感應(yīng)器兩端的電壓，伏； Bm——磁軛內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，對于中頻來說，可取 500~4000 高斯，頻 率高者取小值； Wl——感應(yīng)器每一并聯(lián)路的匝數(shù)，若并聯(lián)組數(shù) NZ=1，則 Wl 就是感應(yīng)器的 總匝數(shù)，即 Wl=W。 磁軛 在中頻感應(yīng)器的外部，常 常 裝設(shè)用 或 毫米厚硅鋼片疊成的磁軛，磁軛主要 起 屏蔽作用， 以 約束感應(yīng)器的漏磁通向外發(fā)散， 以 防止?fàn)t殼、爐架和其他金屬結(jié)構(gòu)發(fā)熱的作用。 ΔT越小，工作溫度越趨于平均，有利于提高電效率。 K與 D/2δC 成正比關(guān)系。 電源頻率的選擇 真空感應(yīng) 爐 加熱的電流頻率可在 50Hz~10MHz范圍內(nèi)，工頻真空感應(yīng)爐頻率在XXXXXXXXXXXXXX（論文） 3 10kg 真空中頻感應(yīng)爐設(shè)計理論 計算 16 50Hz以下，中頻真空感應(yīng)爐平率在 50~10000Hz內(nèi)，高頻真空感應(yīng)爐頻率在 10000Hz以上。 感應(yīng)器在工作時，由于集膚效應(yīng)，電流大部分集中在向著爐料的一側(cè)。對中頻感應(yīng)爐通常讓感應(yīng)器完全包圍爐料，即選用 H1=(~)H 式（ ） XXXXXXXXXXXXXX（論文） 3 10kg 真空中頻感應(yīng)爐設(shè)計理論 計算 14 按上式得到的 H1 值，對融鋁、鎂、鋅 感應(yīng) 爐取小值，熔銅、鋼、鑄鐵 感應(yīng) 爐取較大值。 已知爐子額定容量 GG=10（公斤），則 )千瓦( τ8 6 0η qGP RR JGR ? （ ） 式中 ηR——爐子的熱效率，通?？扇?~ 爐料的能量被利用的程度，一般，爐子容量小，熱效率較低，應(yīng)取 小值 。同時，絕緣層應(yīng)保證能耐受線圈的工作電壓，由于隔熱層太薄會帶來大量的熱損失，且對感應(yīng)線圈的工作不利，所以 δz也不能太小。 3） 打結(jié)坩堝時，為了便于拔出模具，坩堝必須具有一定錐度。 坩堝制作方法 坩堝制作方法有 3種： 爐 外成形預(yù)制坩堝是將砂料裝入磨具內(nèi)加壓制成，適用于容量 較 小的感應(yīng)爐；爐內(nèi)成形坩堝時利用手工或機(jī)械的方法在爐內(nèi)打結(jié)制成，適用于中小型感應(yīng)爐；砌筑式坩堝時用耐火材料磚和填料在爐內(nèi)砌筑而成，適用于大容量感應(yīng)爐。Al2O3復(fù)合氧化物、石墨等 ，但 用于制作酸性坩堝的材料 只有 氧化硅。 真空感應(yīng)爐爐襯耐火材料 真空感應(yīng)爐用耐火材料的工作條件和特點(diǎn) 在冶煉過程中 爐襯耐火材料反復(fù)受到急冷急熱 ， 金屬液對爐襯耐火材料產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械沖刷， 而且 爐襯材料的溫度梯度非常大 。鋁、工業(yè)純鐵和鉻鐵中含有硅，忽略鋁中的含量，工業(yè)純鐵XXXXXXXXXXXXXX（論文） 3 10kg 真空中頻感應(yīng)爐設(shè)計理論 計算 8 的量按照估計值帶入，則硅鐵量為 : [（ ） %]247。 全部使用新料 下面以 100kg 爐料為基準(zhǔn)進(jìn)行配料計算。 為了簡化這以所煉鋼種的成分代替爐料成分計算熔點(diǎn)，根據(jù)表 得 [1]： tR=153565[C]+30[P]25[S]20[Ti]8[Si]7[Cu]5[Mn][Ni][Al]2[V][Mo] [Cr][Co]1[W]1300[H]90[N]80[B]80[O]5[Ce][Ni] =153565+30 59 =1435℃ 而澆注溫度一般比熔點(diǎn)高 100℃ ，因此， tJ=tR+100=1435+100=1535 ℃ 式（ ） ② 查 [3]表 附表一得爐料在澆注溫度時的熱含量 qJ= 千卡 /公斤； ③ 常溫時爐料的比熱 qB=103千卡 /公斤 當(dāng)被脫出的元素在精煉過程中沒有來源時，則隨著精煉時間的延長，這些元素的含量就會越來越低，只是脫除的速度越來越小。因此，在精煉期應(yīng)嚴(yán)格控制熔池溫度，通常合金鋼的精煉溫度控制在所煉合金熔點(diǎn)以上 100℃ 。 鎂和鈣要以中間合金形式加入，這樣可以大大提高回收率。隨著精煉期的延長，熔體中氧含量氧迅速降低，沸騰慢慢地減弱，最后鋼液面處于平靜狀態(tài)。熔化期由于有大量的氣體析出，要保證真空系統(tǒng)有足夠的抽氣速度。大爐子裝料時，應(yīng)分幾次加入，而且要注意爐料對坩堝壁的沖擊。 真空熔煉的目的，主要在于能使液態(tài)金屬得以充分脫氣，兒熔體又不會被氧化，因此應(yīng)使被熔煉金屬液得到足夠強(qiáng)的攪拌力，從而應(yīng)選擇較非真空爐低的工作平率。 主要有以下幾種： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 1 緒 論 2 ① 真空感應(yīng)爐與粉末霧化和吹氬工藝的組合 ； ② 真空感應(yīng)爐與鑄錠 、 電極鑄造 、 垂直連鑄 和 粉末霧化的多重組合 ； ③ 真空感應(yīng)爐與鑄錠 、 電極鑄造和水平連鑄的組合。 國內(nèi)外真空感應(yīng)爐使用狀況及發(fā)展趨勢 真空感應(yīng)爐是特殊鋼、精密合金、電熱合金、高溫合金及耐蝕合金等特殊合金生產(chǎn)的重要工序之一，在航天、航空、軍工、核電等領(lǐng) 域的材料生產(chǎn)中起著重要的作用。 關(guān)鍵詞 真空 ， 感應(yīng)爐 ， 設(shè)計 XXXXXXXXXXXXXX 論文） ABSTRACT Ⅱ II ABSTRACT At present,with the continuous development of some areas,such as aerospace,aviation,military industry, nuclear power,energy and chemical area, not only the demand of special alloy—heatresisting alloy, high temperature alloy, corrosion resistant alloy—are increasing, but the quality requirements of this special alloy are being more of this promoted the development and research of vaccum induction furnace. Compared with other smelting method, vaccum induction smelting furnace is able to precisely control position of steel or alloy, and gas and nonmetallic inclusions in steel or alloy are far below other smelting method. The temperature of the vacuum induction furnace is relatively easy to control, and control the pressure level is the most distinguishing feature of vacuum induction furnace. This research sets the target of 10 kg vacuum intermediate frequency induction furnace equipment design, including the selection of process parameters, the selection of crucible materia and size design, material selection and structure design of sensors, furnace tilting mechanism and cooling system selection. the topics addressed in the design of the various ponents of the design principles and calculation methods and design process and the necessary degree of intensity. Key words vacuum, induction furnace, design XXXXXXXXXXXXX（論文） 目 錄 I 目 錄 摘 要 .............................................................. II ABSTRACT .................................................................................................................... II 1 緒 論 ......................................................................................................................... 1 真空中頻感應(yīng)爐概述 .............................................................................................. 1 國內(nèi)外真空感應(yīng)爐使用狀況及發(fā)展趨勢 .................................................................. 1 真空感應(yīng)熔煉爐設(shè)計特點(diǎn) ....................................................................................... 2 本課題研究的目的及意義 ....................................................................................... 2 2 真空中頻感應(yīng)爐冶煉工 藝 ................................................................................