铸造设备及自动化 教学课件 作者 樊自田 主编第五章 铸造熔炼设备及控制.pptx

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1、第五章铸造熔炼设备及控制铸造设备及自动化电炉熔化5.2自动浇注装备5.3冲天炉熔化5.1第五章铸造熔炼设备及控制5.1冲天炉熔化12冲天炉熔化系统组成称量配料装置34加料装置冲天炉熔化的自动化系统5.1.1冲天炉熔化系统组成冲天炉是铸造车间获得铁水的主要熔炼设备，它由炉底、炉体和炉顶三部分组成。炉底起支撑作用，炉体是冲天炉的主要工作区域，炉顶排出炉气。冲天炉的熔化过程如下：空气经鼓风机升压后送入风箱，然后由各风口进入炉内，与底焦层中的焦炭发生燃烧反应，生成大量的热量和CO、CO2等气体。高温炉气向上流动，使底焦面上的第一批金属炉料熔化。5.1.1冲天炉熔化系统组成图5-1

2、冲天炉结构简图除尘器2—烟囱3—进风通道4—前炉5—出渣口6—出铁口7—支腿8—炉底板9—加料口5.1.1冲天炉熔化系统组成图5-2一个简易型冲天炉熔化系统组成全图1-鼓风机2-加料机3-热风冲天炉4-除尘罩5-除尘器6-一级水泵7-二级水泵8-循环水池9-引风机10-烟囱5.1.1冲天炉熔化系统组成图5-3热风冲天炉实例1—排风口2—冲天炉3—进风管4—燃烧塔5—热交换塔6—电磁阀7—冷却塔8—除尘器9—抽风机10，13—冷却风机11—主风机12—燃烧用风机5.1.2称量配料装置炉料主要包括金属料（生铁、回炉料、废钢等）、焦炭和石灰石等。不同的炉料采用不同的称量配料装置

3、。对电磁盘的吸力P（N）可用下公式计算，即：（5-1）5.1.2称量配料装置图5-4电磁秤的结构原理1-控制屏2-小车卷扬机构3-荷重传感器4-电磁吸盘5-万向挂钩6-滑轮卷电缆装置7-电子称8-驾驶室9-行车5.1.2称量配料装置图5-5电磁吸盘结构示意图5.1.3加料装置（1）加料主机常见的加料机有爬式加料机和单轨式加料机两种。图5-6爬式加料机1—料桶小车2—料桶3—机架4—卷扬机5.1.3加料装置图5-75.1.3加料装置（2）加料桶1）单轨加料机料桶2）爬式加料机料桶图5－85.1.3加料装置图5－9图5－105.1.3加料装置（3）料位控制系统图5-8杠杆式料

4、位计5.1.4冲天炉熔化的自动化系统由于影响熔炼过程的因素很多，其中包括冶金因素，如原材料来源、配比、预处理以及化学成分波动等；炉子结构因素，例如风口、焦铁比、铁料块度、焦炭质量及鼓风温度等。因此，所谓冲天炉熔化过程的控制，是在一定炉子结构，以一定的原材料及其配比条件下，调节各种工艺因素，以达到铁水化学成分及温度的基本要求，并且保证炉子在最佳状态下工作。5.1.4冲天炉熔化的自动化系统图5－9冲天炉熔化过程影响因素5.1.4冲天炉熔化的自动化系统此系统共有4路输出控制：1）由测定的铁水温度值与给定的铁水温度进行比较，当温度出现偏差时，输出通道输出开关量信号开大供氧气路，以

5、此控制铁水温度；2）通过测定炉气成分控制送风量；5.1.4冲天炉熔化的自动化系统3）通过测定送风湿度控制干燥器的功率，以此来控制送风湿度；4）通过热分析法测定铁水的及含量及铁水重量与给定的铁水成分比较，根据比较偏差，按铁水重量计算出炉前应补加的硅铁量。5.1.4冲天炉熔化的自动化系统图5－10冲天炉熔炼过程监控系统方案图5.2电炉熔化12电弧炉感应炉3电炉熔炼的自动控制系统5.2.1电弧炉铁合金用熔化电炉，有三相交流电弧炉和感应电炉。图5-11所示为铸钢用三相电弧炉的结构示意图。其基本原理是，炉体上部的3根石墨电极通以3相交流电后，在电极和炉料之间产生高温电弧使金属料熔化

6、。加料时，炉盖和电极同时上移并旋转以让出加料所需的空间及位置。熔化完毕，炉体倾转倒出金属液。5.2.1电弧炉图5-11电弧炉结构图1—支腿2—炉体3—炉盖4—除尘5—电极6—炉盖开启旋转机构7—电缆8—变压器5.2.2感应炉图5-12感应炉断面结构图1—出水口2—炉盖3—作业面板4—冷却水5—感应线圈粘接剂6—炉体7—铁芯8—感应线圈9—耐火材料10—金属液11—耐火砖12—倾转油缸13—支架5.2.3电炉熔炼的自动控制系统该系统在实际应用过程具有以下优点：1）运行优化，节能省电；2）熔液出炉温度偏差小，质量稳定；3）可防止升温过高，安全可靠；4）自动化程度高，不会因操作

7、者的不同而引起熔液质量的波动；5）熔化效率提高；6）炉衬的使用寿命长；7）改善劳动环境。5.2.3电炉熔炼的自动控制系统图5-13感应电炉熔炼的自动控制系统5.3自动浇注装备12自动浇注机类型及自动浇注的基本要求电磁泵的工作原理及电磁泵式自动浇注机34气压式自动浇注机倾转式自动浇注机5.3.1自动浇注机类型及自动浇注的基本要求为了实现自动化浇注，需要满足自动浇注的基本要求：（1）对位与同步（2）定量控制（3）浇注速度（4）备浇速度（5）保温与过热5.3.2电磁泵的工作原理及电磁泵式自动浇注机电磁泵式自动浇注机一般由电磁泵和浇注