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铸造
热电偶、热敏电阻及辐射式测温
测温原理：A、如何影响测试端：热传导 热辐射B、如何转化为可感知的量：传热速度 热胀冷缩 热电效应 光电效应 传统测温方法：A、基于热量传输速度： B、基于热胀冷缩原理：
2.1．热电偶的测温原理
将两种不同导体A、B两端连接在一起组成闭合回路，并使两端处于不同的温度环境，在回路中会产生热电动势而形成电流, 这一现象称为热电效应。
热电偶结构由热电极1、绝缘套管2、 保护套管3和接线盒4等组成。
热电偶的使用要点
1） 热电偶的(冷端)温度处理 热电偶工作时， 应保持冷端温度恒定， 并且热电偶的分度表是以冷端温度为0℃做出的。 实际测量中冷端距热源近，易受被测对象温度和环境温度波动的影响，难以恒定而产生测量误差。 为了消除误差，应采取温度补偿或修正措施。
2） 补偿导线的应用 根据热电偶的类型选择适当的补偿导线种类，将冷端外延至温度恒定或温度波动较小处。
热电偶的应用热电偶因其成本低廉，测量电路简单，测量精度较高，成为了合金熔化炉温度检测手段首选。
根据测温范围选择热电偶型号： 铝、镁、锌等合金熔化 — 镍铬-镍硅/铝 K型热电偶
钢、铁等黑色金属熔化 — 铂铹-铂 R型热电偶 ˉ应注意热电偶使用的常用限度及过热使用限度要求。
热敏电阻的测温原理热敏电阻是对温度敏感的金属或半导体元件，主要特征是随着外界环境温度的变化，其阻值会相应发生较大改变。 阻值对温度的依赖关系：阻温特性
根据温度系数分为两类：正温度系数热敏电阻 负温度系数热敏电阻 热敏电阻的典型结构
通常由电阻体1、绝缘体2、保护套3和引线装置4等组成。
热敏电阻的不同接线方式二线式适用于印制电路板上，测量回路与传感器不太远的情况；
线路较长时，需采用三线式或四线式接法并配合相应测量电路，以消除引线电阻随温度波动造成的误差。
热敏电阻的应用 常用热敏电阻如铂热电阻的测温范围为-200~800°C，铜热电阻为-40~140°C，测温范围较窄。
热敏电阻测量精度高，但由于测量电路复杂，器件成本较高，在合金熔化炉温度检测中使用较少。
在高精度恒温水浴或温度标定设备中，热敏电阻使用较为广泛。 2.3．辐射式测温
温度高于绝对零度的物体，由于其内部原子的运动，会持续发射出红外辐射能量。辐射
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能量的大小及其按波长的分布与其表面温度有着十分密切的关系。通过对物体自身辐射的红外能量的测量，能准确地测定其表面温度。根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(亦称辐射比色测温仪)。对于单色测温仪，在进行测温时，被测目标尺寸应超过视场大小的50%。否则背景辐射就会进入测温仪的视场干扰测温读数，造成误差。对于比色测温仪，其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小，或测量通路对辐射能量有衰减时，都不对测量结果产生重大影响。
2.3．辐射式测温 属于无接触式测温方法；需根据被测物辐射特性进行温度修正；通常上述修正算法已经内置于测温仪中。
温度控制基本原理 为将温度控制在适当水平：温度过低——输入热量 温度过高——输出热量
PID温度控制系统
线性连续PID输出：PID运算的结果以模拟电压，电流或者可控硅导通角的形式按比例输出。
时间－比例PID输出：计算出控制周期内的加热时间比例，以时间控制开/关的形式输出功率。
熔炼设备的用途：熔化配制合金原料；满足合金熔体处理的温度条件；满足合金浇注的温度条件。
对熔炼设备的要求：能够提供合金升温及熔化所需的能量来源；能够将合金液温度控制在一定的范围内；
能够有效避免不良成分进入合金。
1．坩埚炉 特征：以坩埚盛装金属原料，通过加热坩埚的方式为原料升温及熔化提供热量。
1.1．燃料坩埚炉 常用类型：焦炭坩埚炉 燃油坩埚炉 煤气坩埚炉 控温方法：通过燃料及助燃剂输入量控制加热功率，实现温度控制。
1.效率高，运行成本低，与电加热坩埚炉相比熔解能力大，能耗低，运行能源费用仅为电加热的40％～60％，无更换电热体之费用。2.尤其适宜于电力紧张及缺电地区使用，单炉用电量为180～300kVA，免除了扩大生产而需电力增容之忧。 1.2．电阻坩埚炉
使用通以电流的电阻(炉)加热器发热，并经由坩埚传递给合金料；通过改变电阻(炉)加热体内的电流强度控制加热功率，实现温度控制。
发热体的选用 铁铬铝系列合金的耐热性随着铬和铝的含量增加而提高，有优越的抗氧化性、抗硫性和抗渗碳性，且具有比重轻、表面负荷高、使用寿命长、价格低等一系列优点，被广泛应用于电热器中的发热元件。
镍铬、镍铬铁系列合金具有高温抗氧化性好，强度高，不软化等一系列优点。在长时间使用时，不变形且永久性伸长很小，其中Cr20Ni80合金更具有优良的综合特性，是制作高质量电热元件的首选品种。 电阻坩埚炉的特点
热效率相对较低 加热温度不超过发热体工作温度 电力传输方便，功率易于控制 电阻坩埚炉的应用
多用于低熔点有色合金熔炼或保温 需根据熔炼合金种类选用不同类型的发热体
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2．电弧炉
通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能 以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源 电弧能量集中，弧区温度可达3000℃以上
常用的炼钢电炉包括电弧炉和感应炉，目前电弧炉炼钢占电炉炼钢产量的决大部分。一般钢铁冶炼中电炉即指电弧炉。
可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利。
以电炉－连铸－连轧为特点的电炉短流程工艺的确立，使电弧炉炼钢技术得到了很大的发展。
2.1．电弧炉的一般结构 炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成 炉底和炉壁用碱/酸性耐火材料砌筑，目前主要用碱性炉衬，可以有效去硫 2.2．电弧炉分类
按加热方式分为三种类型:
①间接加热电弧炉：电弧在电极间产生，不接触物料，靠热辐射加热物料。噪声大，效率低，渐被淘汰。
②直接加热电弧炉。电弧在电极与物料间产生，直接加热物料；三相电弧炉是最常用的直接加热电弧炉。
③埋弧电炉，亦称还原电炉或矿热电炉。电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热；常用于冶炼铁合金、冰镍、冰铜，以及生产电石等。
按单位熔炼容量所配备的变压器容量，可将电弧炉分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。
HX型三相电弧炉是我国自行设计的，炉盖旋转式普通电炉，主要用于各种铸钢材料的冶炼。
中小型炉采用整体式炉盖旋转方式，大型炉采用分列式炉盖旋转方式。 2.3.2．超高功率直流电弧炉
早期的大功率电弧炉采用三相交流供电 :电弧稳定性较差，功率稳定性较差 ；对电网冲击大，噪音大；电极损耗严重。
近年来超高功率直流电弧炉得到迅猛发展:将交流电经变压整流为300~500V直流后供电；无需频繁起弧，电极损耗约为交流电弧炉的50%；无集肤效应，电流密度可提高20%，缩短熔炼时间及能耗 ；恒定电流产生的恒定磁场可起搅拌作用，使温度及成分趋于均匀。 2.4．电弧炉选型
1)铸钢一般选用非真空炉熔炼，钛合金因其与氧具有极强的亲和力，需选用高真空的单相电弧沪熔炼。在冶金行业真空电弧炉还可用于特种钢、锡及其合金和纯金属的熔炼。 2)普通铸钢一般应选用普通功率或高功率、非水冷、炉盖旋转式顶装料、出钢槽出钢方式的普通型三相电弧炉，其中小型炉应采用整体式炉盖旋转、小车式电极升降装置及部分液压传动方式，对大型炉应采用分列式炉盖旋转、立柱式电极升降装置及全液压传动方式。
3)特种铸钢一般应选用相应精炼设备，如耐磨铸钢可选用氢氧混吹的AOD转护;超低碳不锈钢可选用吹氧脱碳的VOD炉；大型电站、轧辊铸锻件可选用带有真空脱气工位、保温工位的钢包精炼炉。 4)以海锦钛为原料时，应选用非凝壳真空自耗电极电弧炉+凝壳真空自耗电极电弧炉熔铸。以纽扣钛合金锭为原料时，应选用真空电弧旋转或电极旋转电弧炉熔炼。以优质钛合金材料为原料时，可选用真空感应电炉熔铸。对钛合金残料的回收可采用真空等离子炉或真空等离子电子炉。对钛合金切屑的回收，可采用真空电子束炉。
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3．感应电炉
利用物料的感应电热效应而使物料加热熔化的电炉。
在感应炉中的交变电磁场作用下，物料内部产生涡流而发热熔化。在这种交变磁场的搅拌作用下，炉中熔体的成分和温度均较均匀，熔炼温度可达1650℃。
感应炉除能在大气中熔炼外，还能在真空和氩、氖等保护气氛中熔炼，以满足特殊质量的要求。
感应炉在熔炼软磁合金、高阻合金、铂族合金、耐热、耐蚀、耐磨合金以及纯金属方面具有突出的优点。
涡流搅拌效应：不同材料抗氧化性能不同，对搅拌强度的要求也不一样；根据升温速率核算比功率，而后结合搅拌强度要求核算额定频率，以达到最佳的加热与搅拌效应匹配。 感应电炉主要部件:感应器 —— 线圈(水冷)；炉体 —— 炉壳 + 炉衬；电源 —— 变压 + 变频；电容 —— 蓄能 + 感性负载补偿；控制系统 —— 电流及频率控制。 3.3．感应电炉选型
1)对冲天炉熔炼的铁液，特别是优质铁液，尽可能选用感应电炉进行温度和成分的调整， 2)对少量的合金铸铁、铸钢可采用感应电炉熔炼；3)对精铸、有色金属宜采用感应电炉熔炼；
4)高质量的合金钢或铜合金，可选真空感应电炉；5)根据合金种类对设备比功率和工作频率进行匹配。
利用两种频率的交流电流：一种频率实现电磁悬浮，另一频率实现感应加热。 避免污染金属； 避免引入异质核心。
4．其它合金熔炼设备:冲天炉,反射炉 1．砂处理流程及设备 破碎设备,筛分设备,磁选设备,烘干冷却设备,旧砂再生设备,混砂设备,松砂设备,水分控制及检测设备,输送、给料、定量设备 1.2．树脂砂混砂机
由于树脂砂配制好后会在一定时间内自发固化，因此要求树脂砂混砂机一方面能够实现砂与粘结剂的充分均匀混合，另一方面还应满足一定的时间要求。 名称：碗形树脂砂混砂机
说明：用于树脂自硬砂的间歇式混砂机一般将混砂室做成球体，通过位于下半球的特殊高速搅拌叶片，将砂以涡流运动翻起，上半球固定叶片再将砂反射下来，这样反复循环使砂与固化剂、树脂砂粘结剂快速拌匀，并由位于球体下方的出砂口放出型砂，根据每次混砂量及粘结剂粘度、种类的不同，混砂时间在10～40s变化。
特点：本设备用作混制自硬芯砂和型砂。它可以单独使用，也可以与其它自硬砂设备一起组合自硬砂生产线。
名称：连续作业式单臂树脂砂混砂机
说明：单臂混砂机的混砂搅龙通过回转机构连接在底座上，砂从混砂臂上方漏斗中进入，固化剂和树脂分别用液料泵通过软管从混砂臂上的各自注入口先后被注入搅龙。
特点：混砂连续自动进行，混制好的型砂可直接进入砂箱与芯盒各部位；结构紧凑，占地面积小，可设置大容量供砂斗；固体和液体材料定量系统较简单稳定；与移动式相比，放砂作业范围相对较小。
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