有色合金的熔炼炉

一、熔炼炉的基本要求

有色合金熔炼过程中元素容易氧化和合金容易吸气。为获得烧损小、含气量低、夹杂物少和化学成分均匀优质地合金波，对有色熔炼炉的要求是①有利于金属炉料快速熔化升温，缩短熔炼时间，减少元素烧损和吸气；②能耗低、热效率高和坩埚炉衬寿命长；③操作简单，炉温便于调整和控制，工作环境好。

二、熔炼炉的种类和选用

有色合金熔炼炉可分为燃料炉和电炉两大类。燃料炉常用的有焦炭炉和燃油炉。燃油炉又有坩埚炉和反射炉。电炉分为电阻熔化炉、感应熔化炉和电弧炉。感应炉又分为有芯和无芯，按频率又可分为工频和中频。电弧炉可分为自耗炉和非自耗炉。

三、坩埚电阻炉

坩埚电阻炉是利用电流通过电加热元件发热辐射坩埚传导给金属使其熔化升温。常用的电加热元件是镍铬合金或铁铝合金。主要用于低熔点的有色金属或合金的熔炼，如铝、锌、镁、锡和巴氏合金等。①坩埚电阻炉的结构与特点。坩埚电阻炉主要由电炉本体、控制柜（包括控温仪表）和坩埚组成。其结构形式分为固定式和倾斜式两种。坩埚电阻炉用的坩埚多采用耐热铸铁提高使用寿命。坩埚电阻炉与感应电炉相比，结构紧凑，电气配套设备简单，价廉。与火焰坩埚炉相比，温度易控制，元素烧损小，合金液吸气少，工作环境好。因此被广泛用于铝、锌、镁、巴氏合金熔炼炉，特别是适用于铝、锌合金压铸和铝合金低压铸造的保温炉。这种炉的最大缺点是熔炼时间长，耗电量大，生产效率低。从发展趋势来看，较大熔化量铝合金将被中频感应炉和火焰反射炉代替。②坩埚电阻炉的选用，此炉市场有系列产品，一般无须自行设计制作，根据需要选购即可。推荐一下产品供选择：QR系列倾斜式电阻炉熔化炉，SL镁合金电阻熔化炉，ZL坩埚电阻保温炉。

四、无芯感应熔炼炉

感应熔炼炉的工作原理是电流通过线圈产生磁场，作用于金属料块产生涡流，金属分子激烈运动摩擦生热金属升温熔化。从结构上分为有芯感应炉和无芯感应炉两类。无芯感应炉又分为工频、中频和高频三种。用于熔炼有色金属（铜、铝、锌及其合金）的感应炉主要是无芯工频和中频感应炉。（1）无芯感应炉的结构及特点。无芯感应炉耳朵结构由炉体、感应线圈、磁厄（工频）、坩埚、倾炉机构、冷却系统、整流变频器（中频）、功率补偿器和电控系统组成。无芯感应炉用的坩埚，一种是直接选用相应的成型的坩埚，另一种是用耐火材料捣打烧结成型作炉衬。

五、真空电弧炉分为非自耗电极炉和自耗电机炉两种。用于熔炼有色钛合金的是真空自耗电极电弧炉和真空自耗电极电弧凝壳炉。前者用于熔铸钛合金电极，后者用于熔铸钛合金铸件。（1）电炉的结构。这种电炉成套设备包括电炉本体、电源设备、真空系统、电控系统、光学系统、水冷系统等几部分。①电炉本体，主要由炉壳、电极、电极杆、电极升降装置和坩埚组成。凝壳炉的坩埚是由被熔炼的材料本身做成的，呈半球形，外面通水冷却。②电炉电源，是通过可控硅整流的直流电源。电弧电压只有20~28V，因此需在硅整流之前配备降压变压器。

③真空系统，由真空泵、真空阀门和真空测量仪器组成。④电控系统，多采用脉冲调节系统控制电弧的长度，即以熔炼过程中金属熔滴通过电弧等离子区时产生的电压脉冲次数和大小作为信号来控制电弧的长度。⑤光学系统，一般采用潜望镜，通过棱镜的反射把坩埚口的情况反映到荧光屏上。⑥水冷系统，是通过水循环冷却坩埚和电极杆等零部件。（2）电炉的优点①用廉价的方法制成高熔点活性金属的铸锭和熔铸钛合金铸件；②由于高温高真空的作用，净化合金，提高合金液的质量；③创造了顺序凝固的条件，避免了合金元素偏析和疏松现象。（3）电弧度的选用，真空自耗电极电弧炉，真空自耗电电极电弧凝壳炉。

六、火焰反射炉

火焰反射炉是固体、液体或气体燃烧产生火焰，通过炉壁反射给金属炉料，使其升温变化。

从燃料来分有焦炭反射炉、燃油反射炉和燃气反射炉，常用于有色金属熔炼的是焦炭反射炉（铜合金），燃油反射炉（铝合金），燃油反射炉又分为固定式和可倾式两种。①焦炭反射炉。主要用于熔炼铜合金，容量在3~5t，浇铸大型铸铜件，它的炉体主要由熔池（也称金属料池）、炉盖、燃烧室、烟囱、鼓风机和启动设备等组成。②燃油反射炉。主要为铝合金批量生产的低压铸造，铝合金压铸和金属型铸造作熔炼炉，精炼打渣处理后，供给保温炉用来浇铸铸件，容量在300~1000kg，很少用来直接浇铸铸件。燃油反射炉分为固定式和可倾式两种。它的炉体结构由带出水口和加料口的熔池（也称料池）、烧嘴、烟囱和倾斜装置。

七、燃料坩埚炉

燃料坩埚炉是通过燃料燃烧加热坩埚传导给金属炉料生温熔化，此炉分为焦炭坩埚炉、燃油坩埚炉和燃气（煤气）坩埚炉。①焦炭坩埚炉，主要是熔炼铜、铝合金应用最广泛的用炉，它的燃烧方式有自然通风的鼓风两种。它的结构由炉体、炉口圈、炉盖、箅条、坩埚、炉灰坑、烟道和烟囱组成。②燃油坩埚炉，主要是熔炼铝、锌和镁合金用炉。熔铝、锌合金用耐热铸铁坩埚，熔镁合金用钢板焊制坩埚。它的结构分固定式和可倾式两种。主要由炉体、烧嘴、坩埚、炉盖、烟道和倾斜机构组成。