中真电炉说明书之自耗电极电弧炉

　　一 、用途
　　ZH—0.001型真空自耗电极电弧炉主要用于熔炼钛、铌、锆等活泼金属和钨、钼等难熔金属，除此之外，也用来熔炼铁基、镍基、钴基等合金材料。
　　其特点是可以进行高温，高速熔化，脱气效果显著，熔融金属不受耐火材料污染，能够减少金属中的非金属夹杂物。由于本设备采用了比较新式的电控系统，电极升降即可以手动控制，又可以自动控制，均匀调节熔化速度：追踪灵敏，没有扰动，运行可靠。
　　本设备型号意义；Z-“真空”H-“自耗电弧”
　　0.001-“锭重”（以钛计）“吨”。
　　本设备适合于下列条件工作：
　　1．　　　　 环境温度在5~40℃范围内。
　　2．　　　　 海拔不超过1400米。
　　3．　　　　 相对湿度不超过90%。
　　4．　　　　 在没有剧烈震动和颠簸，没有导电尘埃，爆炸性气体和能破坏金属及绝缘的腐蚀性气体的房间。
　　二、主要技术数据
　　1．熔炼金属量：1kg（以钛计）
　　2．工作电压：20~45V
　　3．最大工作电流：1200A
　　4．极限真空度：6.6X10-3Pa。
　　5．熔炼前真空度：1.33X10-2Pa
　　6.压升率：<4 Pa/H。
　　7．自耗电极规格：?25~?40X400mm。
　　8．铸锭规格：?60X100mm。
　　9．冷却水消耗量：6m3/H。
　　10．冷却水进口水压：2.5~3.5kg/cm2。
　　11．冷却水进口水温：<25℃。
　　12．操作，控制交流电源为三相四线制380/220V，50HZ。
　　三、工作原理
　　ZH-0.001真空自耗电极电弧炉是利用压制成的被熔金属棒料，在真空或保护气氛下进行熔炼的。在工作过程中金属棒料本身作为上电极（负极），在电流电源作用下与置于结晶器中的下电极（正极）产生电弧，利用电弧的高温使上电极本身熔化，并在水冷结晶器中被迅速冷却凝固，而得到金属或合金的锭子。
　　四、结构概述
　　ZH-0.001真空自耗电极电弧炉主要由九个部分组成：炉体、上电极升降机构、结晶器、下电极装置、底架及操作台、真空系统、水冷系统、电控系统和直流电源等。
　　1、炉体是一个立式圆筒形容器，炉体顶盖上装有观察装置。
　　炉体的右侧面为排气口，与真空系统连接。在炉体的后侧面设有炉门，其上有视察窗，便于安装上电极和观察熔炼情况。此外在炉体的左侧面设有防爆孔，以备意外发生而保护设备和人身的安全。
　　2、极杆及升降机构：上电极杆由紫铜管制成，其中通水冷却，电极杆下端用夹头固定自耗电极。电极杆上端被升降机构卡箍卡住，两者之间用绝缘套筒绝缘，由差动减速器及滚珠丝杠转动，使上电极杆上升或下降。直流电源的负极由软电缆及卡箍接至上电极。
　　3、结晶器：由紫铜等材料制造成双层内通水冷却的圆柱形容器，上部安装在炉体上，并与炉体绝缘，下部与下电极连接，并且绝缘结晶器内光滑并有锥度，即上口小下口大，便于结晶的金属锭由结晶器内拉出。
　　4、下电极及拖锭装置：下电极为通水冷却的正电极，上端有孔，用销固定由熔炼金属材料做成的电极板。直流电源的正极通过软电缆及卡箍通到下电极上，通过法兰，密封紧固在结晶器下部；下电极下端由拖锭装置的卡箍卡住，由电机通过减速机及螺杆传动，使下电极上升或下降。
　　５、架及操作台部分：底架用于支撑炉体，其底脚有4个基础螺孔，可牢固的安装在基础上。在底架的右侧设有托架，操作人员可站在工作台上，进行控制操作和观察炉内熔炼情况。
　　6、系统：主要由ZK-300油增压扩散泵一台，RTO-150罗茨泵和2X-70旋片真空机械泵各一台，以及相应的气动阀门，真空管道等组成。真空测量采用柜式数显真空计，安装在控制柜面板上。
　　7、冷却水系统：冷却水由冷却水总管集中上水和回水。分别接到下列各点：上电极杆，下电极杆，结晶器，油增扩泵，罗茨泵，旋片泵，直流电源等部位。冷却水的入口水压为2.5～3.5kg/cm2消耗量为6立方米/小时。为了保证水源的可靠，建议用户在厂房内设置距地面高4米的水箱一个。冷却水的排水汇集于地下水池或水箱中，由水泵完成回送水的开路循环。
　　８、电控系统：主要采用PLC可编程控制器对各控制元件进行连锁控制。由于控制上电极杆的手动和自动升降，拖锭装置的升降；真空系统的气动与电动操作及各种保护信号等。使整套设备可实现自动和手动的两种控制。详细操作请见电控使用说明书。
　　五、安装及调试
　　1．拆箱时应慎重，不得损伤部件的表面：并按箱内的清单查点零部件是否齐全。
　　2．参照安装基础及平面布置图，结合用户情况先将底架安装在基础上。
　　3．将保持真空的炉体，?300真空阀和ZK-300油增扩泵的组合件用起重大于1.5吨的起重设备吊起并放在底架上，调整好后紧固各处连接螺栓。
　　4．清扫所有真空管道，并按本设备的总装图的要求将RTO-150罗茨泵，2X-70泵及各种真空阀门，真空管道等连接好，密封紧固好，同时将排气管接上通到室外（排气管用户自备）。
　　5．浇注各部基础螺孔以固定设备基脚位置。
　　6．连好水冷系统各部胶管，并接好上，下水管路（上，下水管路及水泵由用户自备）。
　　7．破坏炉体真空后，装好上部电极升降机构和下部拖锭装置。
　　8．然后清洗炉体内表面及各部表面，并用风泵通风吹净吹干后，紧固好各部的导线。
　　9．清洗各部润滑表面及上电极杆表面。
　　10．将直流电源柜，控制柜，操作箱等，按成套布置图要求安装好，并联好各部的导线。
　　11．进行各部的调试：
　　（1）炉体中心与地平面的不垂直度，每米长度内不超过0.5mm。
　　（2）结晶器与炉体连接后，与炉体中心不同心度，每米不得超过1mm。
　　（3）上电极杆在升降运行中，下端不应有大于3毫米的摆动。
　　（4）电极升降机构两导柱对炉体中心的平行度每米误差不超过1mm。
　　（5）对所有行程限位装置都要按规定进行调整无误。
　　（6）对所有活动部位的装置，都要调整试运行，保证灵活可靠，且密封性好。
　　六、检查试验成套设备安装后，应进行逐步的检查与试车，确定各部位良好后，才可投入运行。
　　1、熔炼前的检查与试验：
　　（1）电源部分：按电源设计制造单位规定，以其产品说明书进行检查及试车。
　　（2）水冷系统的通水试验：各部连接管连通后按规定的水压通水，使各部畅通并无漏水现象。
　　（3）真空系统：对其各种阀门和真空泵进行检查，看其接线是否正确，动作是否灵活可靠：油的牌号和数量是否符合要求等检查试验。
　　（4）控制系统的检查试验，按其使用说明书的要求进行。
　　（5）绝缘电阻的测定：在温度为20℃的大气压下（相对湿度小于90%），用500伏兆欧表测量各带电部分之间及对地之绝缘电阻和耐受工频电压1分钟应符合下列规定：
　　a.上电极对炉体：≥0.5兆欧，1000伏
　　b.下电极对炉体：≥0.5兆欧，1000伏
　　c.结晶器对炉体：≥0.5兆欧，1000伏
　　d.各电机线路对炉体：≥0.5兆欧，2000伏
　　e.各泵，阀对炉体：≥0.5兆欧，2000伏
　　f.其他电线路导线对电线套管：≥0.5兆欧，2000伏
　　（6）上电极杆，下电极杆，结晶器三条中心应重合但其相互最大偏离度不大于1.0mm。
　　（7）真空压升率和极限真空度的试验：通过以上的检查无误后，可进行真空试验。抽真空时是先启动2X-70旋片泵，再启动RTO-150罗茨泵，予真空达到6Pa时，再启动ZK-300油增扩泵（首先加热约20分钟或按其说明书要求进行）。在此过程中要进行炉内压升率和极限真空度的测量实验；合格后方可进行熔炼。停止抽真空时，应先停ZK-300油增扩泵，再停RTO-150罗茨泵，最后停2X-70旋片泵。
　　七、试车与停车
　　经过熔炼前的检查，试验无误后可以试车熔炼。
　　1、先接通电源，之前各开关均应处在开路位置。
　　2、给各真空泵的水路接通，进行抽真空，然后接通各冷却点的水路，做好熔炼前的准备。
　　3、度达到要求后，开始试车熔炼。
　　4、停车时：待熔炼结束后，先停止抽真空，再破坏真空，然后松开下电极与结晶器的连接螺栓，开动拖锭装置，将锭子拖出。
　　5、10分钟后停止机械泵的冷却水。
　　6、40分钟后停止ZK-300油增扩泵的冷却水。
　　7、切断各电源开关。
　　八、维护
　　1、经常检查2X-70旋片泵和RTO-150罗茨泵的运转是否正常，水温是否高，基础紧固是否有松动。做到按其产品使用说明书的规定要求进行保养及维修。
　　2、经常检查ZK-300油增扩泵的水温是否正常油量是否符合要求。按其产品使用说明书的规定要求进行保养及维修。
　　3、上电极密封表面应经常涂以真空油脂，并应定期进行更换。在更换真空油脂时，应将电极杆表面用洁净酒精清洗干净，然后涂以新的真空油脂；真空阀，视察窗等转动密封装置的真空油脂亦应定期更换。
　　4、上电极杆及各有行程限位开关的部位，均应加强注意终点开关的位置是否已经仔细校准，以免造成损坏。
　　5、上电极升降机构的导油壶内应保持有油。各部位清洁，不得留有灰尘和污垢。
　　6、视察装置应妥善保护，玻璃不应有划痕和碰伤；在不进行工作时，应将视察装置转为遮蔽位置。
　　7、防暴装置应注意不要碰坏。在熔炼过程中，其周围不应有人员逗留，以免发生以外。
　　8、真空测量的规管应注意保管，以免碰坏。其仪表的使用及保养，应按其产品的使用说明书的规定要求办理。
　　9、电控系统在每次熔炼前，均应进行空运试验，以保证控制的可靠性。保护及信号系统亦应经常检查其动作情况，确保其作用，以保证运行的安全。
　　10、各种电机电器，均应按其产品使用说明书中的规定，经常定期进行保养和维修，以确保处于良好的运行状态。
　　11、熔炼过程中如有电弧中断，应迅速切断电源，以免损坏整流电源，以免损坏整流电源设备。
　　12、冷却水温在熔炼过程中，皆不应大于以下规定：
　　（1）结晶器出口水温50℃。
　　（2）上下电极出口水温50℃
　　（3）机械真空泵出口水温30℃
　　（4）油增扩泵出口水温30℃
　　13、开始熔炼时，当炉内真空压强低于700Pa时才可以给炉体上下电极及结晶器送水，以免其内部结露，影响抽真空的时间。在熔炼结束时，也应先关上下电极和结晶器的冷却水再破坏炉体真空。
　　14、控制柜中各元器件上的灰尘杂质，应经常进行清扫，以保证良好的工作状态。
　　九、供应范围
　　ZH-0.001真空自耗电极电弧炉成套设备有以下九部分：
　　1．整流电源　　　　1套
　　2．控制柜及操作箱 1套
　　3．炉体部分　　　　1套
　　炉体及装在炉体上的附件 (操作台、真空系统等)
　　4．水冷系统：　　 1套
　　冷却装置（炉子本身的）及连接软管。
　　5、以下设备由用户自备：
　　冷却水系统中的水箱或水池及水泵等。
　　十、定货须知
　　用户定货时，就注明以下几点：
　　1、产品的型号，规格；
　　2、数量
　　3、电源电压
　　4、熔炼时最大直流电压
　　5、熔炼时最大直流电流
　　6、收货地点及单位名称，收货人等。