真空熔炼炉设计剖析

上海大学

1

绪

论

毕业设计论文

学

院

专

业

学

号

姓

名

指导教师

日

期

机电工程与自动化学院

(

专升本

)

124A1144

郭利娜

任伯航

二○一五年

九月十三日

1

上海大学

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绪

论

摘要

< /p>

目前，随着航天、航空、军工、核电、能源、化工等领域的不断向前发展，

不仅特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金等特殊合金的需求量越来越大，而

且对其质量要求更加苛刻，这就促进了真空感应炉的发展与研究

.

与其他冶炼方法

相比，真空感应熔炼炉能更精确的控制所炼钢种或合金的成分；钢或合 金中气体

和非金属夹杂物的含量水平圆圆低于其他熔炼方法；真空熔炼炉的温度相对来来

说比较容易控制，而控制压力水平就是真空感应熔炼炉最显著的特点。

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本设计研究的对象是

25KG

的真空感应熔炼炉装置的设计，包括此炉的总功

率的热工计算、中频电源的电参数技术计 算，坩埚材质的选择以及坩埚尺寸的设

计，感应器材料的选择与机构设计，真空系统泵阀 的选择以及真空管的布置，炉

壳的强度校核，冷却系统的设计等，本课题的设计论述出来 各部分的设计方法与

原则以及计算设计过程和必要的强度校核。

关键词

真空

感应炉

设计

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上海大学

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绪

论

ABSTRACT

At present

，

with the continuous development of some areas

，

such

as acr ospace

，

avaiation

，

military industry

，

nuclear power

，

energy and

chemical

area

，

not

only

the

demand

of

special

alloy

–

heat

resisting

alloy

，

high temperature alloy

，

corrosion resistant alloy

—

areas increasing

，

but the quality requirements of this special alloy are becoming more

of this promoted the development and research of vaccum

induction furnace. Compared with other smelting method, vaccum induction

smelting

furnace

is

able

to

precisely

control

composition

of

steel

or

alloy,

and gas and nonmetallic inclusions in steel or alloy are far below other

smelting temperature of the vacuum induction furnace is

relatively easy to control, and control the pressure level is the most

distinguishing

feature

of

vacuum

induction

furnace.

This

research

sets

the

target of 10 kg vacuum intermediate frequency induction furnace

。

This research sets the target of 25 kg vacuum intermediate frequency

induction furenace equipment design

，

including thermal calculation of

Power

，

electric paremeters calculation of medium frequency power supply

，

The selection of crucible material and size design

，

material selection

and structure design of sensors

，

selection of vacuum pump valve and the

arrangement

of

vacuum

line

，

strength

check

of

shell

，

cooling

system

design.

The

topics

addressed

in

the

design

of

the

various

components

of

the

design

principles and calculation methods and design process and the necessary

degree of intensity.

Key words

vacuum

，

induction furenace

，

design

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绪

论

第一章

绪

论

1.

真空中频感应炉概述

真空感应熔炼（

VIM

）就是在真空条件下，利用电磁感应在金属液导

体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法。一般应用于金属及合金的冶炼、

提纯、

精炼及处理。

真空冶金可保护金属液不被大气中氧等气体 物质污染、

分离沸点不同的物质并可降低金属中的气体或其他杂质含量等，可以实现

在大气压下无法实行的冶炼过程，提高冶炼金属及合金的质量。随着科学

技术的进步，对材料的性能要求越来越高，真空感应炉冶炼为新材料的生

产提供了保 证，满足了市场需求。为了适应尖端技术对高性能及新型金属

材料的需求，真空冶金已成 为现代冶金的一个重要领域。第二次世界大战

期间和战后，正是由于各国对高性能金属材 料及新型金属材料的需求，真

空冶金技术的到了快速的发展。中国的真空冶炼在