坩堝爐

(1)型式坩堝爐的型式，按作業(yè)方式分類如下。

①固定式坩堝爐燒重油的固定式坩堝爐的結(jié)構(gòu)中助燃系統(tǒng)包括一次空氣和二次空氣，二次空氣經(jīng)空氣調(diào)節(jié)器進入燒嘴磚。

②傾動式坩堝爐傾動式坩堝爐按其傾動支點位置大致分為中心傾動與前方傾動兩類。

除中心傾動支點用人力外，都使用電動機、液壓、水壓等。例如，稱為前方支點液壓傾動式，中心支點電力傾動式等。

前方支點液壓傾動式坩堝爐的傾動狀態(tài)表明坩堝爐在出爐作業(yè)方面，最好的是前方支點式，因為它可保證銅液出爐比值始終不變。中心支點式的出爐位置變化太大，操作條件明顯惡化。

③熔煉輕合金用的固定式保溫爐 上述①及②中的爐子，爐蓋上部是敞開式的，靠噴出的火焰預(yù)熱物料。但是專用保溫爐無須這樣做，而是要通過改善操作條件竭力減少從上部排煙，采用煙囪排煙法。

(2)燃燒裝置

目前廣泛使用的銅合金坩堝爐用透平鼓風(fēng)機和透平通風(fēng)機各1臺，前者的作用是提供一次空氣，后者的作用是提供二次空氣。該裝置的突出特點是或者為提高熔化速度，或者為控制熔化氣氛發(fā)揮作用。燒重油及煤氣時基本采用同樣的方式。另外還使用噴嘴和鼓風(fēng)機制成一體的轉(zhuǎn)杯式噴嘴，雖然控制爐內(nèi)氣氛比較困難，但是卻有輕便、容易移動、除了特別規(guī)格的噴嘴之外價格便宜等優(yōu)點。

(3)熔化時爐內(nèi)的控制氣氛

熔化銅合金的時候，爐內(nèi)氣氛對熔融金屬有很大影響，特別是容易吸收氫氣而使熔融液的質(zhì)量降低。

爐內(nèi)氣氛有還原性氣氛和氧化性氣氛，前者指爐內(nèi)的一氧化碳(

換言之，重油爐的空氣過剩系數(shù)比煤氣爐稍大，否則就不能完全燃燒。本節(jié)省略了爐子實際操作情況的討論，但了解各種爐子的特性是很重要的，特別是完全掌握爐內(nèi)氣氛的特性，對生產(chǎn)質(zhì)量好的產(chǎn)品極為重要。

坩堝爐是一種最簡單的熔煉設(shè)備，主要用于熔化熔點不太高的有色金屬，如銅、鋁及其合金等。這種熔爐，合金是在坩堝內(nèi)熔化，熱量經(jīng)坩堝傳給爐料，爐料種燃燒產(chǎn)物不直接接觸，因此合金化學(xué)成分幾乎不受爐氣的影響，合金液的溫度也較均勻，這是其主要優(yōu)點。它的缺點是熱效率較低，燃料消耗大，坩堝容量較小，勞動條件也較差。

熔煉時將金屬放置在一個名叫坩堝的容器中。坩堝置于爐內(nèi)，用柴油、重油、煤氣或焦炭作燃料加熱。根據(jù)不同要求，坩堝可用石墨、耐火粘土、鑄鐵等不同材料制成。爐體有地坑式、固定式和轉(zhuǎn)動式等幾種。還有一種電阻坩堝爐，一般容量很小，多用于實驗室。

坩堝爐構(gòu)造簡單，投資小，投產(chǎn)快，廣泛用于中小型有色合金加工廠和機器制造廠的鑄造車間中。但是，坩堝爐的熱利用率低，產(chǎn)量小，勞動條件差，大規(guī)模生產(chǎn)已不適用。

坩堝爐一直以來就是熔煉銅合金的設(shè)備?，F(xiàn)在，熔煉銅合金用坩堝爐的比例很大。熔煉的熱源，在古代用木炭而現(xiàn)在則依次為重油、煤氣、電、焦炭。最近，為節(jié)省能源及保護環(huán)境，向提高效率的方向發(fā)展，部分熱源也由重油改為煤氣，一部分改為感應(yīng)爐。

熔煉輕合金如Al、Zn等用的坩堝爐也有同樣的趨勢。大型熔煉設(shè)備已轉(zhuǎn)用反射爐、回轉(zhuǎn)爐、感應(yīng)爐等，小批量生產(chǎn)或作為鑄造用的小型保溫爐現(xiàn)在仍為坩堝爐。由于加熱方法的改進，今后的發(fā)展趨勢為利用干凈輕油、煤氣；小型保溫爐則可能通過陶瓷纖維爐襯和采用多層爐壁結(jié)構(gòu)的方式而達到節(jié)能的目的。

焦炭坩堝爐

焦炭坩堝爐分為自然通風(fēng)坩堝爐和人工通風(fēng)坩堝爐兩種。如圖1所示右面的坩堝是自然通風(fēng)的固定式坩堝爐，以焦炭為燃料。爐膛用耐火磚砌成，在爐柵上放置60～100mm高耐火材料的填塊，在填塊上安置坩堝。坩堝上蓋有用石墨或耐火材料制成的蓋子。坩堝與爐壁之間有300~500mm的間噤。在爐膛口上設(shè)有可移動、襯有耐火材料的金屬蓋。排煙口設(shè)在爐膛的上部，一般距口上140～160mm。

熔煉時焦炭裝在坩堝四周，靠焦炭燃燒加熱坩堝。焦炭燃燒情況與送風(fēng)方式有關(guān)。自然通風(fēng)時，燃燒不易控制，爐溫波動較大。

強制通風(fēng)坩堝，如圖1右邊的坩堝所示，因送風(fēng)量可以調(diào)節(jié)，所以爐溫控制比自然通風(fēng)較為容易。

熔化有色金屬用坩堝有鑄鐵坩堝，鋼制坩堝、石墨坩堝和耐火粘土坩堝等幾種。鑄鐵坩堝常用RT Si-5.5、RQT Si-5.5牌號的耐熱鑄鐵制造。鋼制坩堝又分為鑄鋼坩堝和鋼板焊制的坩堝。鑄鐵坩堝和鋼制坩堝一般用來熔煉鋁合金和易熔合金。

石墨坩堝是用20～60%石墨和耐火敉土、耐火熟料等材料制成的，多用于熔化銅合金和一些熔點較高的合金。

坩堝要存放在干燥的地方。使用前要在120～150℃溫度下烘干。熔化合金時裝入的爐料不要過緊，以免固體爐料受熱時脹裂坩堝。

燃油坩堝爐和燃氣坩堝爐

燃油坩堝爐常以重油和柴油作為燃料．燃氣坩堝爐常以煤氣作為燃料。作為燃料的煤氣按壓力高低分為高壓煤氣(壓力為70kPa左右)和低壓煤氣(壓力為10~20kPa)，燃氣爐也相應(yīng)分高壓煤氣和低壓煤氣坩堝爐。

燃燒用油是通過噴嘴噴入爐膛的，由予所用燃油和風(fēng)壓不同，噴嘴也有各種不同的形式：常用的低風(fēng)壓燃油噴嘴如右圖2中的圖(a)所示。這種噴嘴直接利用鼓風(fēng)機送風(fēng)進行油的霧化，油桶安放在高于噴嘴3m以上處，借助油的自身重量所形成的壓力將油送入噴嘴內(nèi)。油流經(jīng)噴嘴時多次被流動的空氣沖擊，故霧化效果較好。圖2中的圖(b)為高風(fēng)壓燃油噴嘴，用660Pa左右的壓縮空氣做霧化劑，油壓一般在260Pa以下。這種噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，空氣直接沖擊油流而霧化，但霧化和混合條件較差，火焰長。改進型的噴嘴則在噴嘴內(nèi)安設(shè)旋流裝置，這樣可改善霧化條件。

燃油坩堝爐和燃氣坩堝爐一般都由工廠自制。

電阻坩堝爐

電阻坩堝爐是用電加熱殼件所產(chǎn)生的熱能來加熱坩堝的。它適用于鋁、鎂，鋅、鉛、錫及軸承合金等熔點較低而質(zhì)量要求較高的合金。 ’

電阻坩堝爐根據(jù)使用條件做成固定式和傾斜式兩種。如圖3所示為傾斜式熔化電阻爐。

電阻坩堝爐所用的電加熱元件種類很多，其中以鐵鉻鋁合金較為常用。

工作溫度：≤1100℃

最高溫度：1200℃

控溫方式：智能化可編程控制

升溫最快速率：20℃/min

恒溫精度：±1℃

爐門結(jié)構(gòu)：上開式

工作電源：AC220V

額定功率：3KW