发布时间 : 星期三 文章《特种冶炼技术》复习资料11 - 图文更新完毕开始阅读
⑵立式~（坩埚转动浇注式或炉体倾动浇注式）：立式的真空室上方有一个盖，由该盖来启闭真空室。立式炉壳结构虽占地面积小，但由于其结构上的不便，只适用于间歇式生产的小型炉座。（图略） 4）按容量分
⑴实验用炉：实验室用炉的容量一般在100kg以下的间歇式操作小炉子；常见的是10kg和25kg两种。
⑵工业生产用炉：工业用炉通常都大于200kg。我国生产的ZG系列有0.2t、0.5t、1.5t容量。
①对容量≤500kg的感应炉，选择侧倾坩埚浇铸的结构，在熔炼室内浇铸，结构紧凑；
②容量＞500kg的大炉子通常采用半连续操作（如图3），即装料和取样时不会破坏熔炼室真空。这种炉子一般都包括三室（也有四室的），即加料室、熔炼室和浇注室，三个室之间设有闸门，分别连接真空系统，可保证装料和取样时不会破坏熔炼室真空，从而提高生产率。
③对≥1t的真空感应炉，铸锭室和熔炼室分开，坩埚与铸模间经水平导流槽连通，可连续熔炼，缩短冶炼周期，提高设备利用率。 5）按炉子的操作方式/作业方式/生产方式分
⑴间歇式真空感应炉（周期式~）：铸造用或实验室用容量在100kg~200kg以下的小型炉座，常用间歇式操作。其特点如下： ①在熔炼室内浇铸，结构紧凑。
②间歇式每炼一炉就得破坏一次真空，进行锭模和炉料准备，生产率低。 ③只能一次性加足炉料，冶炼过程中不能再作补加。浇铸后须整个炉子破真空才能吊出锭模，然后在非真空下重新加料冶炼，每炼一炉为一周期，故称周期式炉。 ⑵半连续式真空感应炉：为了提高作业率以降低成本，大型真空感应炉本身与铸模分别装在互相连接但用闸门隔开的两个真空室内，每次浇铸后关闭闸门，待凝固完成后更换模子，而不破坏炉子本身的真空。因此出炉后，可以立即通过给料装置装入炉料，进行下一炉熔炼。因为不能连续不断地加料和出钢，所以称为半连续式真空感应炉，如图3所示。
①容量：＞500kg或1吨以上较大容量的真空感应炉（如容量为500kg、1500kg）
多采用半连续式作业。
图3 半连续式真空感应炉
1—炉壳；2—坩埚；3—抽气口；4—装料仓；5—装料斜槽；
6—钢锭模；7—取样装置；8—热电偶；9—锭模闸门
②特点：
a)生产率较间歇式炉子高。由于半连续作业的炉子，能在不破坏熔炼室真空的情况下，完成熔炼的全过程（即进行装料、熔化，取样、浇注、开出和开进铸锭模等操作），缩短了抽真空的时间（即冶炼周期短），生产率较高。
半连续式操作炉，在各个功能室之间设计有阀门互相分隔，可分别单独抽空，各室的操作互不干扰，可以单独操作，并通过阀门的开闭，完成整体操作功能。相对周期式真空炉而言，不必对加热室反复抽真空，可使加热室始终处于真空中，另外不必等炉冷后，再将模子取出，提高效率。
b)减少高温坩埚与大气接触机会，有利于提高坩埚寿命；减少坩埚残留金属的氧化和坩埚吸气量，从而有利于提高冶炼金属的质量。 6）按装料方式分：
⑴冷装：是将固体炉料装入坩埚内，炉料的熔化在感应炉的坩埚内进行。但是在当今的技术水平下，感应加热熔化废钢并非效率最高的熔化技术。所以直接装冷料不可能取得最佳的综合效率，特别是随着炉容量的增大，感应炉熔炼熔化期长的缺点就更为突出。为此，提出了大容量炉座热装的工艺。
⑵热装：是将所需的钢铁料先在电弧炉内熔化，然后再兑入感应炉坩埚进行真空精炼。感应加热的作用只是调温和补偿熔池的热损失，从而缩短熔炼周期，提高生产率。
7）按电源的工作频率可将感应炉分为工频、中频、高频三类。
⑴按炉料和容量选择电源频率，一般分为 ①高频~（＞104Hz或105~106Hz） ②中频~（50～104Hz，常用150~2500Hz） ③工频~（50或60Hz）
⑵炼钢用的感应电炉依炉子容量（坩埚直径）的不同而采用不同的频率。 ①容量在100kg以下（10000Hz以上），广泛应用于实验室的小试验炉，电源频率为10~300kHz的感应炉称为高频感应炉。高频感应炉的电源频率为10~300kHz。所用变频电源为高频电子管振荡器。由于高频电源的功率较小，高频感应炉的效率较低，所以其容量一般不超过100kg，主要用于试验室中研究性的熔炼。
②容量从100～500kg的用中频（1000～3000Hz），普遍应用中频感应炉熔炼钢和合金。中频炉电源的频率范围为150~10000Hz，其常用的工作频率是150~2500 Hz（常用频率150、1000、2500Hz三种。）。中频感应炉的变频电源可选用中频发电机或可控硅变频器。对于150Hz的变频电源还可选用三倍频变压器。国内广泛应用的0.5、1、1.5t三种容量的中频炉。 ③而容量在500kg以上的感应电炉采用工频（50Hz）。
8.真空感应炉炉型结构有哪几种演变类型？有何不同功能和特点？（需总结） 1）真空感应脱气炉VID（Vacuum Induction Degassing）/钟罩式真空脱气炉 ⑴对于有些材料，如特钢，耐热钢，耐蚀钢，仅需要在真空下保温、脱气(也可精炼)，而不必在真空下浇注而设计的，如图4所示。 ⑵VID不强求在真空下加入钢液，运行真空度在133Pa～1333Pa范围内。
⑶这种型式的炉子体积小，对一定用途而言，其技术经济性好，无须体积庞大的LF/VD型脱气炉。 ⑷VID代表了一种灵活机动的小容量炉子的二次冶金的概念。
⑸VID熔炉设计紧凑，炉室容积较小，适用于炼钢厂
和铸造厂。 图4 VID-真空感应脱气炉
2）传统类型的真空感应熔炼炉(Vacuum Induction Melting-VIM)
VIM首先兴起于德国，在美国发展迅速，70年代产量达40万t，以后产量相对稳定，品种在扩大，炉型在真空泵、控制系级、过滤技术上均有改进。美国Latrobe Steel Co.实现了30t电弧炉EAF与30t真空感应炉VIM双联，实现VIM热装(Therm-I-Vac)用于生产超级合金Waspolloy.Inconel 718、超纯铁素体不锈钢及轴承钢。通用真空感应炉容量由80kg至30t。最大VIM炉容量为60t，熔炼电源采用低频(0.06～4Hz)、高功率便于快速熔炼，搅拌采用工频强化搅拌。对于大于5 t的VIM炉采用多级蒸气泵。
⑴传统～主要设备组成（包括三部分）：①电源系统；②真空系统；③炉体； 炉体主要包括：熔炼室、模室、主加料室、合金加料室四大部分（见图5）
图5 传统的真空感应炉
1—主加料室；2—合金加料室；3—熔炼室；4—模锭室（模室）
⑵结构特点：
①熔炼室内安装有感应圈，水冷供电电缆，液压倾炉油缸，模车进出传动装置等，完成熔炼、合金化、浇铸等功能。较先进的设计还带有称重的电子秤传感装置，安装在坩埚装置的底部，在出钢时随时了解感应圈内所存留的钢水的重量。 ②模室内设计有锭模的移动或转动装置使得一炉钢水能浇铸多只锭子。模室与熔炼室之间有阀门分隔，使脱模与熔炼互不干扰（在模室和熔炼室之间，有一扇很的大门，俗称内门，把熔炼室和模室隔开；模室设有外门，通过开关内外门，操作模车进出，保持熔炼室真空度）实现半连续炼钢，这就是半连续式真空感应炉的特点。
③主加料室和合金加料室用来在不破坏熔炼室真空的状态下，加入原材料（主加料室、合金加料室也有阀门与熔炼室隔开，以使加料时不破坏熔炼室的真空）。