许多现代金属熔炼炉如高频、中频熔炼炉基于电磁感应现象运作。当交变电流通过特制的感应线圈时,会在其周围产生交变磁场。若将金属炉料置于该磁场中,作为导电体的金属内部便会感应出涡流。由于金属自身存在电阻,涡流通过时因焦耳效应产生大量热量,从而使金属的温度快速升高直至熔化。例如,在小型高频熔炼炉中,通过导体环路所包围的磁通量发生变化,环路中产生感应电势,进而形成感应电流(涡流),克服导体本身的电阻产生焦耳热来加热导体,实现升温、熔化的目的。
真空环境加热:简易真空熔炼炉则先启动真空系统,抽出炉内空气以降低气压至合适的真空度范围,减少金属在熔炼时与氧气、氮气等气体的接触,避免氧化、氮化等反应。随后加热系统按照设定的曲线对放置在坩埚内的金属原料进行加热,使其逐渐熔化,之后可进行后续测试或成型操作,并根据需求控制冷却过程使金属凝固成型。
直接加热方式:部分熔炼炉采用直接加热方式,即燃料燃烧产生的热量或电阻元件产生的热量直接传递给炉料。这种方式热效率高且炉子结构简单,但燃烧产物中的有害杂质可能影响炉料质量。
金属熔炼炉的使用注意事项:
防火防爆安全:禁止在熔炼炉附近吸烟或使用明火,因为高温环境和可燃物质的存在增加了火灾的风险。同时,要确保工作场所配备足够的灭火器材,并定期进行检查和维护。
专注操作避免失误:操作时应保持高度专注,避免分心导致误操作,如错误设置温度参数、忘记关闭某个阀门等,这些都可能引发严重的安全事故或质量问题。
异常情况应对:遇到设备故障、熔融金属泄漏等异常情况时,应立即停机并报告给相关负责人员,不要试图自行解决复杂问题,以免造成更大的损失。
通风良好保障健康:保持良好的通风条件至关重要,它可以有效防止有毒有害气体积聚,保护操作人员的身体健康。可通过安装抽风机、换气扇等设备来实现强制通风。
定期维护与保养:定期对熔炼炉进行检查和维护,包括清洁炉膛、更换磨损部件、校准仪器仪表等,以保证设备的正常运行和延长使用寿命。