保溫爐保溫爐的要求

它不同于一般混合爐，一般應滿足以下三個要求：

1．能控制拉鑄時液體金屬的溫度，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)進行往復震動，水平連續(xù)鑄造對某些合金必須采取震動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，才能使爐內(nèi)的液體金屬以較短的距離直接進入結(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電爐，這種爐子有可以傾斜轉(zhuǎn)動的和不能傾斜轉(zhuǎn)動的工種，可以傾斜轉(zhuǎn)動的爐子在結(jié)構上雖然比較復雜些，但是可以防止因泄漏時液體金屬沖擊來的危險。

低壓鑄造過程中爐體要承受較大的負荷，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，為了補充鋁液方便，可采用坩堝結(jié)構。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行計算．

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。為了使鑄型開合機架與保溫爐連接方便，并使修爐方便，在頂鑄式低壓鑄造機上，可使用移動式的機架，也可將保溫爐設計成移動式。但移動式保溫爐的加熱元件易受震動損壞，必需注意維護。

它和一般有鐵芯低頻感應電爐的結(jié)構基本上相同，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個滾動輪，使整個爐子安放在地平面上的鐵軌上，爐底殼與震動機構的偏心軸桿連接，可以使爐身通過震動機構在鐵軌上往復移動，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。

它由爐體、熔池、密封蓋和升液管等所組成，是低壓鑄造機的基本部分。

保溫爐爐體與熔池

爐型很多，如焦炭爐、煤氣爐、電阻爐、感應爐等。但廣泛使用的是電阻加熱爐見圖1中的1號件；其次是電熱反射爐見圖1中的1號件。這類爐子的優(yōu)點是結(jié)構簡單，溫度控制方便，勞動條件好。保溫爐的功率只要能彌補總的散熱損失即可。

此外，低壓鑄造過程中爐體要承受較大的負荷，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，為了補充鋁液方便，可采用如圖2所示的坩堝結(jié)構。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行計算。

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。為了使鑄型開合機架與保溫爐連接方便，并使修爐方便，在頂鑄式低壓鑄造機上，可使用移動式的機架，也可將保溫爐設計成移動式。但移動式保溫爐的加熱元件易受震動損壞，必需注意維護。

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)構比較簡單。但電阻加熱爐的密封蓋見圖2中的7號件，工作條件差，要求嚴格，它需與坩堝密封配合；同時還要與升液管密封配合；在保壓和澆注時，它又要和鑄型緊密接合，并承受鑄型重量及開合型機構的沖擊。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

見圖2中的6號件，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，還應使鑄件得到充分的補縮。因此在設計時須注意下面幾點：

1）升液管的出口無電熱保溫時，其出口面積應大于鑄件熱節(jié)面積，以保證鑄件在凝固過程中得到充分補縮。

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)的空氣就會滲入升液管，隨金屬液進入型腔，使鑄件形成氣孔(見圖2)或鑄型不能充滿。因此升液管在使用前，須經(jīng)400kN/m²(4個大氣壓)的水壓試驗。

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有一定的撇渣作用。

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，因為此處需要安裝石墨塞桿，前墻過厚將使石墨底座增長，影響拉鑄時的液體金屬溫度過早下降，實踐證明前墻過厚是不利于拉鑄的，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，應根據(jù)安裝結(jié)晶器位置的高低來調(diào)節(jié)，熔池底部可以適當砌厚些。

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

已經(jīng)受潮的石英砂，尤其是#6砂和#8砂(因為粘度細)，儲放過久而吸收空氣中的水份，應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拌和三次，使混合均勻，再用20目的鐵絲過篩二次，這樣不僅能提高它的混合均勻度，還能將一些外來夾雜物篩去，因為夾雜物中的有機物質(zhì)，如紗頭，草節(jié)之類的東西混在石英砂中，當爐子筑好送電升溫后，這些有機物質(zhì)將產(chǎn)生氣體，可能導致爐底面出現(xiàn)氣孔和裂縫，影響爐子使用壽命，嚴重時可能發(fā)生漏銅。

臥式爐的爐底面比立式爐的爐底面容易搗固，因為金屬熔溝基本上是平放著，僅僅略帶傾斜，這有利于用鐵扦將石英砂搗結(jié)實。

臥式爐熔溝安放要呈傾斜狀，不應完金平放，傾斜度約18^。，因為完全平放不利于液體金屬的熱循環(huán)，感應電爐中金屬的運動，不只是由于電磁現(xiàn)象所引起的，同時也為熱現(xiàn)象所引起，因為熱金屬與冷金屬的比重不一樣，過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，實踐證明將使金屬加熱時間延長，從現(xiàn)象上也能看到，在加熱過程中，電流表上的指針產(chǎn)生不停地搖擺，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生說明了熔溝內(nèi)的金屬導體在不停地發(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，在實際操作中必須使用量具來求取傾斜角度，只要在擱放熔溝前部時，砌兩層斧形磚，將熔溝安放在斧形磚的斜面上，即能達到傾斜度的要求，非常簡便。

能使保溫爐內(nèi)的液體金屬直接進入結(jié)晶器內(nèi)，是依靠裝置在爐身前墻內(nèi)的石墨底座，實際上石墨底座既是金屬的流出口，又足使爐子與結(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。

應當指出，石墨底座在砌爐時不能完全埋在石英砂中，應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，實踐證明，石墨底座完全或絕大部份被埋在石英砂內(nèi)，當金屬流入結(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)點是結(jié)構簡單，溫度控制方便，勞動條件好。保溫爐的功率只要能彌補總的散熱損失即可。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)整化學成分合格后，轉(zhuǎn)爐進入保溫爐。保溫爐功率設計低于熔煉爐。顧名思義，保溫爐主要作用是對熔體進行保溫，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)過程的穩(wěn)定進行。

保溫爐也被稱作“靜置爐”，這是因為它客觀上具有靜置除氣和均勻化的作用。

根據(jù)主要生產(chǎn)產(chǎn)品牌號與規(guī)格不同，保溫爐容量與熔煉爐之間有一定的匹配關系。有的全連鑄生產(chǎn)，采用兩臺熔煉爐對應一臺保溫爐方式。

保溫爐的實際是點火器的延續(xù)。有的保溫爐不設燒嘴，只是一個罩子，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間，減少急冷效應。有的保溫爐則設有燒嘴，對料面進行加熱，以強化表層燒結(jié)礦的礦化效應，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，爐內(nèi)最高溫度為800—900℃，不設燒嘴時，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%，但點火熱耗增加12%～18%。很多燒結(jié)廠的生產(chǎn)實踐也證明，若料層在700ram以上的厚料燒結(jié)，又設有完整的整粒系統(tǒng)，用保溫爐進行綜合加熱以提高表層燒結(jié)礦的強度。降低返礦率．意義并不太大。

保溫爐是一臺容量可達600公斤的臥式有鐵芯工頻感應電爐，為了便于控制爐內(nèi)熔融金屬的溫度，可以采用調(diào)壓變壓器進行保溫，但這種舊式設備操作麻煩，二來消耗電力多，設備占用面積也大，采用可控硅交流調(diào)壓器，操作簡單便利，而且能節(jié)約用電，一臺保溫爐比用調(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，最低可用120h以上；有的采用普通鑄鐵管進行表面滲硫處理，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等控溫元件，用來使蠟料熔化、保溫的水浴爐。

應用學科

機械工程（一級學科），鑄造（二級學科），鑄造設備（三級學科）