保溫爐

保溫爐筑爐要求

爐身熔池部份，鋼板與耐火材料之間襯以5毫米的隔熱石棉板，熔池由普通粘土耐火磚砌成長(zhǎng)方形，前墻的下部(安裝結(jié)晶器的部位)砌一塊65X230X230毫米外方內(nèi)圓的粘土磚以備嵌入石墨底座，前墻的上部也只宜砌130毫米厚的粘土磚與石棉板貼緊，因?yàn)榇颂幮枰惭b石墨塞桿，前墻過(guò)厚將使石墨底座增長(zhǎng)，影響拉鑄時(shí)的液體金屬溫度過(guò)早下降，實(shí)踐證明前墻過(guò)厚是不利于拉鑄的，兩邊側(cè)墻及后墻可以砌130毫米厚的耐火磚，砌磚與爐殼之間的空隙用石英砂填充，熔池底部則可以砌200毫米左右的耐火磚并墊以石英砂，應(yīng)根據(jù)安裝結(jié)晶器位置的高低來(lái)調(diào)節(jié)，熔池底部可以適當(dāng)砌厚些。

爐底石部份：用大小不同粒度的石英砂筑成，石英砂含二氧化硅(SiO_2）不低于98.5%，應(yīng)是干燥，潔凈的，另外加入粘結(jié)劑——硼酸3～3.5%。

保溫爐注意事項(xiàng)

已經(jīng)受潮的石英砂，尤其是#6砂和#8砂(因?yàn)檎扯燃?xì))，儲(chǔ)放過(guò)久而吸收空氣中的水份，應(yīng)該先用干凈的鐵鍋炒下后再使用，將四種不同粒度的石英砂和硼酸反復(fù)拌和三次，使混合均勻，再用20目的鐵絲過(guò)篩二次，這樣不僅能提高它的混合均勻度，還能將一些外來(lái)夾雜物篩去，因?yàn)閵A雜物中的有機(jī)物質(zhì)，如紗頭，草節(jié)之類的東西混在石英砂中，當(dāng)爐子筑好送電升溫后，這些有機(jī)物質(zhì)將產(chǎn)生氣體，可能導(dǎo)致爐底面出現(xiàn)氣孔和裂縫，影響爐子使用壽命，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生漏銅。

臥式爐的爐底面比立式爐的爐底面容易搗固，因?yàn)榻饘偃蹨匣旧鲜瞧椒胖瑑H僅略帶傾斜，這有利于用鐵扦將石英砂搗結(jié)實(shí)。

臥式爐熔溝安放要呈傾斜狀，不應(yīng)完金平放，傾斜度約18^。，因?yàn)橥耆椒挪焕谝后w金屬的熱循環(huán)，感應(yīng)電爐中金屬的運(yùn)動(dòng)，不只是由于電磁現(xiàn)象所引起的，同時(shí)也為熱現(xiàn)象所引起，因?yàn)闊峤饘倥c冷金屬的比重不一樣，過(guò)熱的金屬是位于熔溝后面狹帶部份，較冷的金屬則在熔溝的前而和與熔溝相連的熔池內(nèi)，這樣就能引起金屬的熱循環(huán)，從而使熔池內(nèi)的金屬逐漸得到升熱。如果將熔溝完全平放，實(shí)踐證明將使金屬加熱時(shí)間延長(zhǎng)，從現(xiàn)象上也能看到，在加熱過(guò)程中，電流表上的指針產(chǎn)生不停地?fù)u擺，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生說(shuō)明了熔溝內(nèi)的金屬導(dǎo)體在不停地發(fā)生瞬息斷路，于是使金屬加熱放慢了速度，將熔溝呈傾斜狀安放，則能改善熱循環(huán)條件，從而加快金屬的加熱。

筑爐安放熔溝時(shí)，在實(shí)際操作中必須使用量具來(lái)求取傾斜角度，只要在擱放熔溝前部時(shí)，砌兩層斧形磚，將熔溝安放在斧形磚的斜面上，即能達(dá)到傾斜度的要求，非常簡(jiǎn)便。

能使保溫爐內(nèi)的液體金屬直接進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)，是依靠裝置在爐身前墻內(nèi)的石墨底座，實(shí)際上石墨底座既是金屬的流出口，又足使?fàn)t子與結(jié)晶器的連接器，一端伸入熔池內(nèi)，在金屬流出口上安裝一個(gè)石墨制塞桿，旋開石墨塞桿，液體金屬便從石墨底座的管道流入與之相連的結(jié)晶器內(nèi)，將石墨塞桿旋緊，液體金屬被堵住不能外流，另一端被埋在前墻爐壁內(nèi)，用一塊外方內(nèi)圓有錐度的耐火磚使其位置固定。

應(yīng)當(dāng)指出，石墨底座在砌爐時(shí)不能完全埋在石英砂中，應(yīng)使其體積的一半露出石英砂底使它泡在熔融金屬中和金屬一同加熱，實(shí)踐證明，石墨底座完全或絕大部份被埋在石英砂內(nèi)，當(dāng)金屬流入結(jié)晶器之前，就有被降低溫度而影響拉鑄。

保溫爐的爐型很多，如焦炭爐，煤氣爐，電阻爐，感應(yīng)爐等。但廣泛使用的是電阻加熱爐，其次是電熱反射爐。這類爐子的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度控制方便，勞動(dòng)條件好。保溫爐的功率只要能彌補(bǔ)總的散熱損失即可。為提高生產(chǎn)效率，或保證連續(xù)生產(chǎn)，一般大型爐組都配有保溫爐。一般由熔煉爐熔化原料，調(diào)整化學(xué)成分合格后，轉(zhuǎn)爐進(jìn)入保溫爐。保溫爐功率設(shè)計(jì)低于熔煉爐。顧名思義，保溫爐主要作用是對(duì)熔體進(jìn)行保溫，保證熔體溫度一直保持在鑄造溫度范圍內(nèi)，保證連續(xù)或半連續(xù)鑄造生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。

保溫爐也被稱作“靜置爐”，這是因?yàn)樗陀^上具有靜置除氣和均勻化的作用。

根據(jù)主要生產(chǎn)產(chǎn)品牌號(hào)與規(guī)格不同，保溫爐容量與熔煉爐之間有一定的匹配關(guān)系。有的全連鑄生產(chǎn)，采用兩臺(tái)熔煉爐對(duì)應(yīng)一臺(tái)保溫爐方式。

保溫爐的實(shí)際是點(diǎn)火器的延續(xù)。有的保溫爐不設(shè)燒嘴，只是一個(gè)罩子，起防止料面的熱量輻射到大氣中去的作用，使高溫的料面維持一些時(shí)間，減少急冷效應(yīng)。有的保溫爐則設(shè)有燒嘴，對(duì)料面進(jìn)行加熱，以強(qiáng)化表層燒結(jié)礦的礦化效應(yīng)，提高表層燒結(jié)礦的成品率，降低返礦量。

保溫爐安裝有燒嘴時(shí)，爐內(nèi)最高溫度為800—900℃，不設(shè)燒嘴時(shí)，爐內(nèi)溫度為250—350℃，前者表層燒結(jié)礦的FeO平均增加1%～2%，轉(zhuǎn)鼓指數(shù)增加2%～3%，但點(diǎn)火熱耗增加12%～18%。很多燒結(jié)廠的生產(chǎn)實(shí)踐也證明，若料層在700ram以上的厚料燒結(jié)，又設(shè)有完整的整粒系統(tǒng)，用保溫爐進(jìn)行綜合加熱以提高表層燒結(jié)礦的強(qiáng)度。降低返礦率．意義并不太大。

它由爐體、熔池、密封蓋和升液管等所組成，是低壓鑄造機(jī)的基本部分。

保溫爐爐體與熔池

爐型很多，如焦炭爐、煤氣爐、電阻爐、感應(yīng)爐等。但廣泛使用的是電阻加熱爐見(jiàn)圖1中的1號(hào)件；其次是電熱反射爐見(jiàn)圖1中的1號(hào)件。這類爐子的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溫度控制方便，勞動(dòng)條件好。保溫爐的功率只要能彌補(bǔ)總的散熱損失即可。

此外，低壓鑄造過(guò)程中爐體要承受較大的負(fù)荷，爐殼必須有足夠的剛度和密封性，如圖1所示的電阻加熱保溫爐是使用廣泛的保溫爐。

在采用如圖1所示的電阻加熱保溫爐時(shí)，為了補(bǔ)充鋁液方便，可采用如圖2所示的坩堝結(jié)構(gòu)。坩堝除了耐高溫外，還要承受壓力，因此要求坩堝材料有一定的高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及抗鋁液侵蝕的能力，一般采用合金鑄鐵或中硅球鐵。坩堝容量主要根據(jù)鑄件大小、產(chǎn)量和每班次的批量進(jìn)行計(jì)算。

電熱反射爐的熔池較大，為了提高效率，必須有較大的加熱面積，故熔池不能太深。為了使鑄型開合機(jī)架與保溫爐連接方便，并使修爐方便，在頂鑄式低壓鑄造機(jī)上，可使用移動(dòng)式的機(jī)架，也可將保溫爐設(shè)計(jì)成移動(dòng)式。但移動(dòng)式保溫爐的加熱元件易受震動(dòng)損壞，必需注意維護(hù)。

保溫爐密封蓋

電熱反射爐的密封蓋(爐蓋)，只承受氣體的壓力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但電阻加熱爐的密封蓋見(jiàn)圖2中的7號(hào)件，工作條件差，要求嚴(yán)格，它需與坩堝密封配合；同時(shí)還要與升液管密封配合；在保壓和澆注時(shí)，它又要和鑄型緊密接合，并承受鑄型重量及開合型機(jī)構(gòu)的沖擊。因此密封蓋必須符合下述要求：第一，在外力和熱作用下不易變形，密封性能良好；第二，與升液管接合部分的溫度容易控制；第三，便于裝配，緊固。密封蓋材料一般用球墨鑄鐵或灰鐵鑄造，不宜用鋼材制作。

保溫爐升液管

見(jiàn)圖2中的6號(hào)件，它的上部與鑄型連接，下部浸泡在液體金屬中，是液體金屬流入型腔的通路。它除了保證金屬液充滿鑄型外，還應(yīng)使鑄件得到充分的補(bǔ)縮。因此在設(shè)計(jì)時(shí)須注意下面幾點(diǎn)：

1）升液管的出口無(wú)電熱保溫時(shí)，其出口面積應(yīng)大于鑄件熱節(jié)面積，以保證鑄件在凝固過(guò)程中得到充分補(bǔ)縮。

2）升液管浸泡在液體金屬中，以距坩堝底50～100mm為宜，防止坩堝底沉積的非金屬雜質(zhì)卷入型腔。

3)升液管不能漏氣，只要有輕微漏氣，坩堝內(nèi)的空氣就會(huì)滲入升液管，隨金屬液進(jìn)入型腔，使鑄件形成氣孔(見(jiàn)圖2)或鑄型不能充滿。因此升液管在使用前，須經(jīng)400kN/m²(4個(gè)大氣壓)的水壓試驗(yàn)。

4)升液管頂部可做成錐形，一方面有利于金屬液回流，另一方面在金屬液上升時(shí)有一定的撇渣作用。

它不同于一般混合爐，一般應(yīng)滿足以下三個(gè)要求：

1．能控制拉鑄時(shí)液體金屬的溫度，使熔融金屬始終維持作一定溫度范圍內(nèi)，以便保證連續(xù)鑄造的正常生產(chǎn)和鑄錠的質(zhì)蕞。

2．要求爐子在一定范圍內(nèi)進(jìn)行往復(fù)震動(dòng)，水平連續(xù)鑄造對(duì)某些合金必須采取震動(dòng)才能獲得良好的鑄錠表面質(zhì)量和結(jié)晶組織，振幅范圍為0～15毫米，震動(dòng)頻率每分鐘0～200次。

3．爐體的前方要便于安裝結(jié)晶器，才能使?fàn)t內(nèi)的液體金屬以較短的距離直接進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)。

因此保溫爐被制成略呈方形爐身的臥式有鐵芯的工頻感應(yīng)電爐，這種爐子有可以傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)的和不能傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)的工種，可以傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)的爐子在結(jié)構(gòu)上雖然比較復(fù)雜些，但是可以防止因泄漏時(shí)液體金屬?zèng)_擊來(lái)的危險(xiǎn)。

低壓鑄造過(guò)程中爐體要承受較大的負(fù)荷，爐殼必須有足夠的剛度和密封性。

在采用電阻加熱保溫爐時(shí)，為了補(bǔ)充鋁液方便，可采用坩堝結(jié)構(gòu)。坩堝除了耐高溫外，還要承受壓力，因此要求坩堝材料有一定的高溫強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及抗鋁液的侵蝕能力，一般采用合金鑄鐵或中硅球鐵。坩堝容量主要根據(jù)鑄件大小，產(chǎn)量和每班次的批量進(jìn)行計(jì)算．

電熱反射爐的熔池較大，為了提高效率，必須有較大的加熱面積，故熔池不能太深。為了使鑄型開合機(jī)架與保溫爐連接方便，并使修爐方便，在頂鑄式低壓鑄造機(jī)上，可使用移動(dòng)式的機(jī)架，也可將保溫爐設(shè)計(jì)成移動(dòng)式。但移動(dòng)式保溫爐的加熱元件易受震動(dòng)損壞，必需注意維護(hù)。

它和一般有鐵芯低頻感應(yīng)電爐的結(jié)構(gòu)基本上相同，只是將熔溝部分由立式改為臥式，爐身部份用10毫米厚的鋼板焊成一個(gè)1.2米的方形箱體，箱體的后部與爐底殼連接，爐底石內(nèi)要放溶溝，水冷耐火套，鐵芯和一次線圈，爐底石用石英砂搗固筑成，熔池部份用一般粘土耐火磚砌成，在爐子的底部裝有4個(gè)滾動(dòng)輪，使整個(gè)爐子安放在地平面上的鐵軌上，爐底殼與震動(dòng)機(jī)構(gòu)的偏心軸桿連接，可以使?fàn)t身通過(guò)震動(dòng)機(jī)構(gòu)在鐵軌上往復(fù)移動(dòng)，爐身的上口用20毫米厚的鑄鐵板作爐蓋，開有φ500毫米的金屬液流入孔，爐蓋前方尚有能夠安裝石墨塞桿的缺口，爐身前面用以安裝結(jié)晶器。

保溫爐是一臺(tái)容量可達(dá)600公斤的臥式有鐵芯工頻感應(yīng)電爐，為了便于控制爐內(nèi)熔融金屬的溫度，可以采用調(diào)壓變壓器進(jìn)行保溫，但這種舊式設(shè)備操作麻煩，二來(lái)消耗電力多，設(shè)備占用面積也大，采用可控硅交流調(diào)壓器，操作簡(jiǎn)單便利，而且能節(jié)約用電，一臺(tái)保溫爐比用調(diào)壓變壓器每晝夜可以節(jié)省300度電，又能為生產(chǎn)自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。

另外，由于升液管的工作條件惡劣，鑄造科技工作者正在尋求更好的材料和最合理的措施以提高其壽命?，F(xiàn)有資料表明：采用含磷2．7%的鑄鐵、含銅6．5%的鑄鐵、高錳鑄鐵或用具有D型石墨的珠光體基體的孕育鑄鐵鑄造升液管，其壽命可能延長(zhǎng)，最低可用120h以上；有的采用普通鑄鐵管進(jìn)行表面滲硫處理，在鋁液中的壽命約可提高3倍；有的在鑄鐵管表面噴鍍一層三氧化二鋁、氧化鋯或氧化鉻等材料，升液管在鋁液中的壽命可達(dá)700h；有的試用氮化硅、碳化硅或氧化硼等耐熱陶瓷作升液管，雖然成本高，但在鋁液中可用半年以上；還有用石棉耐熱硅酸鹽作升液管，在三班連續(xù)作業(yè)的情況下，可使用4～5個(gè)月，效果良好。

中文名稱

蠟料熔化保溫爐

英文名稱

wax melting and holding furnace

定　　義

裝有加熱元件和溫度計(jì)等控溫元件，用來(lái)使蠟料熔化、保溫的水浴爐。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科），鑄造（二級(jí)學(xué)科），鑄造設(shè)備（三級(jí)學(xué)科）