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Nos campos industriais e tecnológicos modernos, os metais preciosos possuem altíssimo valor e ampla gama de aplicações devido às suas propriedades físicas e químicas únicas. Para atender aos elevados requisitos de qualidade dos materiais em metais preciosos, surgiram os equipamentos de fundição contínua a alto vácuo. Esses equipamentos avançados utilizam tecnologia de alto vácuo para fundir metais preciosos em um ambiente rigorosamente controlado, garantindo a pureza, a uniformidade e o desempenho do produto. Este artigo fornecerá uma introdução detalhada aos equipamentos de fundição contínua a alto vácuo.equipamento de fundição contínua a vácuopara metais preciosos e suas aplicações.

equipamento de fundição contínua a vácuo

1、Visão geral dos equipamentos de fundição contínua a alto vácuo para metais preciosos

Composição do equipamento

1. Sistema de vácuo

Bomba de alto vácuo: Normalmente, utiliza-se uma combinação de bomba mecânica, bomba de difusão ou bomba molecular para se obter um ambiente de alto vácuo. Essas bombas podem reduzir rapidamente a pressão dentro do equipamento a níveis extremamente baixos, eliminando a interferência do ar e de outras impurezas.

Válvulas e tubulações de vácuo: utilizadas para controlar o grau de vácuo e o fluxo de gás, garantindo o funcionamento estável do sistema de vácuo.

Manômetro de vácuo: monitora o nível de vácuo dentro do equipamento e fornece informações precisas sobre o status do vácuo para os operadores.

2. Sistema de fundição

Dispositivo de aquecimento: Pode ser por indução, resistência ou arco voltaico, e permite aquecer metais preciosos até o estado líquido. Os diferentes métodos de aquecimento possuem características e aplicabilidade próprias, podendo ser selecionados de acordo com o tipo de metal precioso e os requisitos do processo.

Cadinho: Utilizado para armazenar metais preciosos fundidos, geralmente feito de materiais resistentes a altas temperaturas e à corrosão, como grafite, cerâmica ou ligas especiais.

Dispositivo de agitação: Agitar a massa fundida durante o processo de fusão para garantir a uniformidade da composição e a consistência da temperatura.

3. Sistema de fundição contínua

Cristalizador: É um componente fundamental no processo de fundição contínua, que determina a forma e o tamanho do lingote. Os cristalizadores são geralmente feitos de cobre ou outros materiais com boa condutividade térmica e são resfriados internamente por água para acelerar a solidificação do metal precioso fundido.

Dispositivo de introdução de lingotes: Extrai o lingote solidificado do cristalizador para garantir a operação contínua do processo de fundição contínua.

Dispositivo de tração: controla a velocidade de tração do lingote, afetando a qualidade e a eficiência da produção do mesmo.

4. Sistema de controle

Sistema de controle elétrico: Controle elétrico de várias partes do equipamento, incluindo o ajuste de parâmetros como potência de aquecimento, operação da bomba de vácuo e velocidade de extração do tarugo.

Sistema de controle automatizado: Permite a operação automatizada de equipamentos, melhorando a eficiência da produção e a estabilidade da qualidade do produto. Através de programas predefinidos, o sistema de controle pode executar automaticamente processos como fusão e fundição contínua, além de monitorar e ajustar diversos parâmetros em tempo real.

2、Descrição estrutural principal

1. Corpo do forno: O corpo do forno adota uma estrutura vertical de dupla camada com refrigeração a água. A tampa do forno pode ser aberta para facilitar a inserção de cadinhos, cristalizadores e matérias-primas. A parte superior da tampa do forno possui uma janela de observação, que permite acompanhar o estado do material fundido durante o processo de fusão. Os flanges do eletrodo de indução e da tubulação de vácuo são dispostos simetricamente em diferentes alturas no centro do corpo do forno para permitir a conexão do eletrodo de indução com o dispositivo de vácuo. A base do forno possui uma estrutura de suporte para o cadinho, que também serve como pilar de fixação para posicionar com precisão o cristalizador, garantindo que o orifício central do cristalizador seja concêntrico com o canal de vedação na base do forno. Caso contrário, a haste guia de cristalização não conseguirá entrar no interior do cristalizador através do canal de vedação. Existem três anéis de refrigeração a água na estrutura de suporte, correspondentes às partes superior, intermediária e inferior do cristalizador. Controlando a vazão da água de refrigeração, a temperatura de cada parte do cristalizador pode ser controlada com precisão. Existem quatro termopares na estrutura de suporte, utilizados para medir a temperatura das partes superior, intermediária e inferior do cadinho e do cristalizador, respectivamente. A interface entre o termopar e a parte externa do forno está localizada no piso do forno. Um recipiente de descarga pode ser colocado na parte inferior da estrutura de suporte para evitar que o calor do material fundido escorra diretamente do limpador e cause danos ao corpo do forno. Há também uma pequena câmara de vácuo grosseira removível no centro do piso do forno. Abaixo da câmara de vácuo grosseira encontra-se uma câmara de vidro orgânico, onde antioxidantes podem ser adicionados para melhorar a vedação a vácuo dos filamentos. Este material pode conferir efeito antioxidante à superfície das hastes de cobre pela adição de antioxidantes à cavidade de vidro orgânico.

2. Cadinho e cristalizador:O cadinho e o cristalizador são feitos de grafite de alta pureza. A base do cadinho é cônica e conectada ao cristalizador por meio de roscas.

3. Sistema de vácuo

4. Mecanismo de estiragem e enrolamento:O processo de fundição contínua de barras de cobre consiste em rodas-guia, hastes-máquina de precisão, guias lineares e mecanismos de enrolamento. A roda-guia desempenha a função de guiar e posicionar a barra de cobre ao ser retirada do forno, passando-a inicialmente pela roda-guia. A haste-guia de cristal é fixada no parafuso de precisão e no dispositivo de guia linear. Primeiramente, a barra de cobre é puxada (pré-puxada) para fora do corpo do forno através do movimento linear da haste-guia de cristal. Quando a barra de cobre passa pela roda-guia e atinge um determinado comprimento, a conexão com a haste-guia de cristal é cortada. Em seguida, a barra é fixada na máquina de enrolamento, que continua a puxá-la, acionando a rotação da mesma. O servomotor controla o movimento linear e a rotação da máquina de enrolamento, permitindo o controle preciso da velocidade de fundição contínua da barra de cobre.

5. A fonte de alimentação ultrassônica do sistema elétrico utiliza IGBTs alemães, que apresentam baixo ruído e economia de energia. O poço utiliza instrumentos de controle de temperatura para aquecimento programado. Projeto do sistema elétrico

Existem circuitos de sobrecorrente, de realimentação de sobretensão e de proteção.

6. Sistema de controle:Este equipamento adota um sistema de controle totalmente automático com tela sensível ao toque e múltiplos dispositivos de monitoramento para controlar com precisão a temperatura do forno e do cristalizador, garantindo as condições estáveis ​​de longo prazo necessárias para a fundição contínua de barras de cobre. Diversas medidas de proteção podem ser implementadas por meio dos equipamentos de monitoramento, como a prevenção de vazamentos de material causados ​​por alta temperatura do forno, vácuo insuficiente, pressão inadequada ou falta de água. O equipamento é fácil de operar e os principais parâmetros são configurados corretamente.

Existem fatores a serem considerados: temperatura do forno, temperaturas superior, média e inferior do cristalizador, velocidade de pré-extração e velocidade de extração para o crescimento do cristal.

E diversos valores de alarme. Após a configuração de vários parâmetros, no processo de produção de fundição contínua de barras de cobre, desde que a segurança seja garantida.

Coloque a haste guia de cristalização, adicione as matérias-primas, feche a porta do forno, corte a conexão entre a haste de cobre e a haste guia de cristalização e conecte-a à máquina de enrolamento.

3、Utilização de equipamentos de fundição contínua a alto vácuo para metais preciosos

(1）Produzir lingotes de metais preciosos de alta qualidade.

1. Alta pureza

A fundição e o lingotamento contínuo em ambiente de alto vácuo podem evitar eficazmente a contaminação por ar e outras impurezas, produzindo assim lingotes de metais preciosos de alta pureza. Isso é crucial para indústrias como a eletrônica, a aeroespacial e a da saúde, que exigem materiais de metais preciosos com altíssima pureza.

Por exemplo, na indústria eletrônica, metais preciosos de alta pureza, como ouro e prata, são usados ​​para fabricar circuitos integrados, componentes eletrônicos, etc. A presença de impurezas pode afetar seriamente seu desempenho e confiabilidade.

2. Uniformidade

O dispositivo de agitação e o sistema de fundição contínua do equipamento garantem a uniformidade da composição do metal precioso fundido durante o processo de solidificação, evitando defeitos como segregação. Isso é de grande importância para aplicações que exigem alta uniformidade das propriedades do material, como a fabricação de instrumentos de precisão e o processamento de joias.

Por exemplo, no processamento de joias, materiais de metais preciosos uniformes podem garantir cor e textura consistentes, melhorando a qualidade e o valor do produto.

3. Boa qualidade de superfície

A superfície dos lingotes produzidos por equipamentos de fundição contínua a alto vácuo é lisa, sem poros ou inclusões, e apresenta boa qualidade superficial. Isso não só reduz a carga de trabalho do processamento subsequente, como também melhora a qualidade estética e a competitividade do produto no mercado.

Por exemplo, na fabricação de alta tecnologia, materiais de metais preciosos com boa qualidade de superfície podem ser usados ​​para fabricar peças de precisão, decorações, etc., atendendo aos altos requisitos dos clientes em relação à aparência e ao desempenho do produto.

(2）Desenvolvimento de novos materiais de metais preciosos

1. Controlar com precisão a composição e a estrutura.

Os equipamentos de fundição contínua a alto vácuo para metais preciosos permitem o controle preciso da composição e da temperatura da massa fundida, resultando em um controle exato da composição e da estrutura do lingote. Isso proporciona um poderoso recurso para o desenvolvimento de novos materiais de metais preciosos.

Por exemplo, adicionando elementos de liga específicos a metais preciosos, suas propriedades físicas e químicas podem ser alteradas, levando ao desenvolvimento de novos materiais com propriedades especiais, como alta resistência, alta resistência à corrosão e alta condutividade.

2. Simular o processo de fundição em ambientes especiais.

O equipamento pode simular ambientes especiais, como diferentes pressões, temperaturas e atmosferas, para estudar o comportamento de fundição e as alterações de desempenho de metais preciosos nesses ambientes. Isso é de grande importância para o desenvolvimento de materiais de metais preciosos que possam se adaptar a condições de trabalho especiais.

Por exemplo, na indústria aeroespacial, materiais de metais preciosos precisam operar em ambientes extremos, como alta temperatura, alta pressão e alta radiação. Ao simular esses ambientes em experimentos de fundição, novos materiais com excelente desempenho podem ser desenvolvidos para atender às necessidades da indústria aeroespacial.

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