坩堝爐型式和能力

(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(jìn)入燒嘴磚。

②傾動(dòng)式坩堝爐傾動(dòng)式坩堝爐按其傾動(dòng)支點(diǎn)位置大致分為中心傾動(dòng)與前方傾動(dòng)兩類。

除中心傾動(dòng)支點(diǎn)用人力外，都使用電動(dòng)機(jī)、液壓、水壓等。例如，稱為前方支點(diǎn)液壓傾動(dòng)式，中心支點(diǎn)電力傾動(dòng)式等。

前方支點(diǎn)液壓傾動(dòng)式坩堝爐的傾動(dòng)狀態(tài)表明坩堝爐在出爐作業(yè)方面，最好的是前方支點(diǎn)式，因?yàn)樗杀ＷC銅液出爐比值始終不變。中心支點(diǎn)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(jī)和透平通風(fēng)機(jī)各1臺(tái)，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(diǎn)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(shí)基本采用同樣的方式。另外還使用噴嘴和鼓風(fēng)機(jī)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(dòng)、除了特別規(guī)格的噴嘴之外價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。

(3)熔化時(shí)爐內(nèi)的控制氣氛

熔化銅合金的時(shí)候，爐內(nèi)氣氛對(duì)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(shí)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(duì)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(diǎn)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(diǎn)。它的缺點(diǎn)是熱效率較低，燃料消耗大，坩堝容量較小，勞動(dòng)條件也較差。

熔煉時(shí)將金屬放置在一個(gè)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(dòng)式等幾種。還有一種電阻坩堝爐，一般容量很小，多用于實(shí)驗(yàn)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(jī)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(dòng)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(hù)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(jìn)，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(dá)到節(jié)能的目的。

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

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(dòng)、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(shí)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(shí)，燃燒不易控制，爐溫波動(dòng)較大。

強(qiáng)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(hào)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(diǎn)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(shí)裝入的爐料不要過緊，以免固體爐料受熱時(shí)脹裂坩堝。

燃油坩堝爐和燃?xì)廑釄鍫t

燃油坩堝爐常以重油和柴油作為燃料．燃?xì)廑釄鍫t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?xì)鉅t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(jī)送風(fēng)進(jìn)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(shí)多次被流動(dòng)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(jìn)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?xì)廑釄鍫t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(diǎn)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。