Dans les secteurs industriels et technologiques modernes, les métaux précieux sont extrêmement précieux et trouvent de nombreuses applications grâce à leurs propriétés physico-chimiques uniques. Afin de répondre aux exigences de haute qualité imposées aux métaux précieux, des équipements de coulée continue sous vide poussé ont été développés. Ces équipements de pointe utilisent la technologie du vide poussé pour couler les métaux précieux dans un environnement strictement contrôlé, garantissant ainsi la pureté, l'homogénéité et les performances du produit. Cet article présente en détail ces équipements sous vide poussé.équipement de coulée continue sous videpour les métaux précieux et leurs applications.
équipement de coulée continue sous vide
1、Aperçu des équipements de coulée continue sous vide poussé pour les métaux précieux
Composition de l'équipement
1. Système de vide
Pompe à vide poussé : On utilise généralement une combinaison de pompes mécaniques, de pompes à diffusion ou de pompes moléculaires pour obtenir un environnement à vide poussé. Ces pompes permettent de réduire rapidement la pression à l’intérieur de l’équipement à des niveaux extrêmement bas, éliminant ainsi les interférences de l’air et autres impuretés.
Vannes et canalisations à vide : utilisées pour contrôler le degré de vide et le débit de gaz, assurant ainsi le fonctionnement stable du système à vide.
Manomètre à vide : contrôle le niveau de vide à l’intérieur de l’équipement et fournit aux opérateurs des informations précises sur l’état du vide.
2. Système de fusion
Dispositif de chauffage : Il peut s’agir d’un chauffage par induction, par résistance ou par arc électrique, permettant de porter les métaux précieux à l’état fondu. Chaque méthode de chauffage présente ses propres caractéristiques et applications, et peut être choisie en fonction du type de métal précieux et des exigences du procédé.
Creuset : Utilisé pour contenir des métaux précieux en fusion, généralement fabriqué à partir de matériaux résistants aux hautes températures et à la corrosion, tels que le graphite, la céramique ou des alliages spéciaux.
Dispositif d'agitation : Agiter le matériau en fusion pendant le processus de fusion afin d'assurer l'uniformité de la composition et la constance de la température.
3. Système de coulée continue
Cristalliseur : Composant essentiel du procédé de coulée continue, il détermine la forme et la taille du lingot. Généralement en cuivre ou autre matériau à bonne conductivité thermique, le cristalliseur est refroidi intérieurement par eau afin d’accélérer la solidification des métaux précieux en fusion.
Dispositif d'introduction du lingot : Extraire le lingot solidifié du cristalliseur pour assurer le fonctionnement continu du processus de coulée continue.
Dispositif de traction : contrôle la vitesse de traction du lingot, ce qui influe sur la qualité et l'efficacité de production du lingot.
4. Système de contrôle
Système de commande électrique : Commande électrique de diverses parties de l’équipement, y compris le réglage de paramètres tels que la puissance de chauffage, le fonctionnement de la pompe à vide et la vitesse de tirage des billettes.
Système de contrôle automatisé : Il permet le fonctionnement automatisé des équipements, améliorant ainsi l’efficacité de la production et la stabilité de la qualité des produits. Grâce à des programmes prédéfinis, le système de contrôle peut réaliser automatiquement des processus tels que la fusion et la coulée continue, et surveiller et ajuster divers paramètres en temps réel.
2、Description structurelle principale
1. Corps du four : Le corps du four adopte une structure verticale à double paroi refroidie par eau. Le couvercle du four s'ouvre pour faciliter l'insertion des creusets, des cristalliseurs et des matières premières. La partie supérieure du couvercle est équipée d'une fenêtre d'observation permettant de contrôler l'état du matériau en fusion pendant le processus. Les brides de l'électrode d'induction et de la conduite de vide sont disposées symétriquement à différentes hauteurs au centre du corps du four afin d'y insérer l'électrode d'induction et de la connecter au système de vide. La plaque inférieure du four est équipée d'un cadre de support pour creuset, servant également de butée pour fixer précisément la position du cristalliseur et garantir la concentricité de son orifice central avec le canal étanche de la plaque inférieure. Dans le cas contraire, la tige de guidage de cristallisation ne pourrait pas pénétrer à l'intérieur du cristalliseur à travers ce canal. Trois anneaux de refroidissement par eau sont fixés au cadre de support, correspondant aux parties supérieure, centrale et inférieure du cristalliseur. Le débit d'eau de refroidissement permet un contrôle précis de la température de chaque partie du cristalliseur. Quatre thermocouples sont fixés sur le châssis de support afin de mesurer respectivement la température des parties supérieure, centrale et inférieure du creuset et du cristalliseur. L'interface entre le thermocouple et l'extérieur du four se situe sur le plancher de ce dernier. Un récipient de récupération peut être placé à la base du châssis de support pour éviter que la chaleur du bain de fusion ne s'écoule directement du nettoyeur et n'endommage la structure du four. Une petite chambre à vide primaire amovible est également présente au centre du plancher du four. Sous cette chambre se trouve une chambre en verre organique, dans laquelle des antioxydants peuvent être ajoutés pour améliorer l'étanchéité sous vide des filaments. Ce matériau permet d'obtenir un effet antioxydant à la surface des barres de cuivre grâce à l'ajout d'antioxydants dans la cavité en verre organique.
2. Creuset et cristalliseur :Le creuset et le cristalliseur sont en graphite de haute pureté. Le fond du creuset est conique et relié au cristalliseur par un filetage.
3. Système de vide
4. Mécanisme d'étirage et d'enroulement :Le procédé de coulée continue de barres de cuivre comprend des galets de guidage, des fils de précision, des guides linéaires et un mécanisme d'enroulement. Le galet de guidage assure le guidage et le positionnement de la barre de cuivre extraite du four. Ce fil est fixé sur une vis de précision et un dispositif de guidage linéaire. La barre de cuivre est d'abord extraite (pré-tirée) du four par le mouvement linéaire du fil de guidage. Une fois la barre extraite et la longueur requise atteinte, elle est détachée du fil de guidage. Elle est ensuite fixée sur l'enrouleur, qui poursuit son enroulement par rotation. Le servomoteur contrôle le mouvement linéaire et la rotation de l'enrouleur, assurant ainsi un contrôle précis de la vitesse de coulée continue de la barre de cuivre.
5. L'alimentation ultrasonique du système électrique utilise des IGBT allemands, caractérisés par un faible niveau sonore et une consommation d'énergie réduite. Le puits est équipé d'instruments de contrôle de température pour un chauffage programmé. Conception du système électrique
Il existe des circuits de protection contre les surintensités, les surtensions et les contre-réactions.
6. Système de contrôle :Cet équipement est doté d'un système de contrôle entièrement automatique à écran tactile et de plusieurs dispositifs de surveillance, permettant un contrôle précis de la température du four et du cristalliseur. Il garantit ainsi la stabilité nécessaire à la coulée continue de barres de cuivre. Grâce à ces dispositifs de surveillance, plusieurs mesures de protection sont mises en œuvre, notamment contre les fuites de matière dues à une température de four trop élevée, un vide insuffisant, une pression trop faible ou un manque d'eau. L'appareil est simple d'utilisation et ses principaux paramètres sont facilement paramétrables.
Il y a la température du four, les températures supérieure, moyenne et inférieure du cristalliseur, la vitesse de pré-traction et la vitesse de traction pour la croissance des cristaux.
Et diverses valeurs d'alarme. Après avoir paramétré les différents éléments, le processus de production de barres de cuivre coulées en continu garantit la sécurité.
Placez la tige de guidage de cristallisation, placez les matières premières, fermez la porte du four, coupez la connexion entre la tige de cuivre et la tige de guidage de cristallisation, et connectez-la à la machine d'enroulement.
3、L'utilisation d'équipements de coulée continue sous vide poussé pour les métaux précieux
(1)Produire des lingots de métaux précieux de haute qualité
1. Haute pureté
La fusion et la coulée continue sous vide poussé permettent d'éviter efficacement la contamination par l'air et autres impuretés, et ainsi de produire des lingots de métaux précieux de haute pureté. Ce procédé est essentiel pour des secteurs comme l'électronique, l'aérospatiale et la santé, qui exigent une pureté extrêmement élevée des métaux précieux.
Par exemple, dans l'industrie électronique, des métaux précieux de haute pureté tels que l'or et l'argent sont utilisés pour fabriquer des circuits intégrés, des composants électroniques, etc. La présence d'impuretés peut sérieusement affecter leurs performances et leur fiabilité.
2. Uniformité
Le dispositif d'agitation et le système de coulée continue de l'équipement garantissent l'homogénéité de la composition du métal précieux en fusion lors de la solidification, évitant ainsi les défauts tels que la ségrégation. Ceci est primordial pour les applications exigeant une grande uniformité des propriétés des matériaux, comme la fabrication d'instruments de précision et la joaillerie.
Par exemple, dans la fabrication de bijoux, l'utilisation de métaux précieux uniformes permet de garantir une couleur et une texture homogènes, améliorant ainsi la qualité et la valeur du produit.
3. Bonne qualité de surface
La surface des lingots produits par coulée continue sous vide poussé est lisse, sans porosités ni inclusions, et présente une excellente qualité. Ceci permet non seulement de réduire les opérations de transformation ultérieures, mais aussi d'améliorer l'aspect et la compétitivité du produit sur le marché.
Par exemple, dans le secteur manufacturier haut de gamme, des matériaux en métaux précieux de bonne qualité de surface peuvent être utilisés pour fabriquer des pièces de précision, des décorations, etc., répondant ainsi aux exigences élevées des clients en matière d'apparence et de performance des produits.
(2)Développement de nouveaux matériaux en métaux précieux
1. Contrôler avec précision la composition et la structure
Les équipements de coulée continue sous vide poussé pour métaux précieux permettent un contrôle précis de la composition et de la température du bain de fusion, assurant ainsi une maîtrise parfaite de la composition et de la structure du lingot. Ceci constitue un outil puissant pour le développement de nouveaux matériaux à base de métaux précieux.
Par exemple, l'ajout d'éléments d'alliage spécifiques aux métaux précieux permet de modifier leurs propriétés physiques et chimiques, ce qui conduit au développement de nouveaux matériaux aux propriétés particulières telles qu'une résistance élevée, une haute résistance à la corrosion et une conductivité élevée.
2. Simuler le processus de moulage dans des environnements spécifiques
Cet équipement permet de simuler des environnements spécifiques, tels que différentes pressions, températures et atmosphères, afin d'étudier le comportement et les performances des métaux précieux lors de la coulée. Ceci revêt une grande importance pour le développement de matériaux en métaux précieux capables de s'adapter à des conditions de travail particulières.
Par exemple, dans l'industrie aérospatiale, les métaux précieux doivent résister à des environnements extrêmes tels que des températures et des pressions élevées, ainsi qu'un fort rayonnement. En simulant ces environnements lors d'expériences de fonderie, il est possible de développer de nouveaux matériaux aux performances exceptionnelles, répondant ainsi aux besoins de l'industrie aérospatiale.
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Date de publication : 3 décembre 2024
