鋁及鋁合金火焰熔煉爐、保溫爐技術(shù)條件

廣東堅(jiān)美鋁型材廠（集團(tuán)）有限公司、東北輕合金有限公司等。

盧繼延、何永平等。

《鋁及鋁合金火焰熔煉爐 保溫爐(YS/T 12-91)》由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版。2100433B

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(kāi)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(kāi)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。