复杂金属构件用熔铸设备的研究

二战以后，全球经济飞速向前，各国的装备制造业的整体水平的也在不断攀升，在材料领域，军用及民用的各个领域都对高性能材料提出了更高的要求，尤其是金属材料。金属，因其致密性、均匀性、纯净度、表面光滑平整等优点，成为当今世界应用最广泛的材料之一。目前，市面上有超过350种金属材料构件需要经常性应用。因此，制造这些构件的熔铸设备的需求也越来越大

。

当前，常规的金属构件用熔铸设备主要用于重熔形状简单的金属锭或金属坯。但是，在熔铸复杂金属构件时，熔铸设备必须y要具有能快速更换电极、结晶器的能力，且设备必须能做到精准控制、高安全性。现今，我国在这方面的研发依旧缺乏自主性和创新性，严重依赖国外技术，但是由于条件限制，先进技术在我国有的出现了水土不服的状况，这就要求我们需要努力自主研发复杂金属构件用的熔铸设备。

1 我国熔铸设备的发展

我国的金属熔铸技术研究是起步于20世纪70年代，主要用于研究生产简单型金属产品。80年代初，我国已初步掌握了中小型金属构件的生产技术。90年代初，我国考虑到产品的安全性考虑和使用寿命，对金属构件质量提出了更严苛的要求，随着质量的提升打开了国际市场的大门。21世纪开始后，国内企业采用熔铸方法所生产的一般铸件的质量都可以达到国际最优等级，市场反应优异。从熔铸工艺上来讲，金属构件产品的纯净度、均匀性、耐疲劳性能等方面也一直处于国际领先地位。从产品应用方面来说，我国的熔铸设备由于结构简单、功能单一还仅限于熔铸一般性中小金属构件，不能满足生产复杂性金属构件的市场需求。国际市场上，高品质高端的复杂金属构件越来越多的占领市场份额，也促动了国内的生产企业的，与此同时也推动着我国金属熔铸设备的革新。

2 复杂金属构件用熔铸设备的构造

主流的金属构件熔铸设备的系统构造主要包括机械系统、供电系统以及冷却系统。

医院场地比较小，院方总是希望患者在医院逗留的时间越少越好，于是就推出分时段挂号。医院经过对患者就诊数据分析，计算出每位患者就诊、检查的平均时间；以半小时为一个时段，把患者预约时间限定在相对精准的时段；让患者在更为精准时间段来就医，没有必要提早来医院。

在设计复杂金属构件用的熔铸设备的系统构造时，我们主要是要借鉴国内外的此方面设备的优点基，而且要抓住三项关键技术：其一是设备电极如何准确简单更换、其二，我们要弄准设备的电极装卡方式，其三设备的供电系统、冷却系统和自动控制系统需要借鉴过去的经验也要结合当前情况，对其完善和改进，并时刻确保系统安全性能。

设计该复杂构建用熔铸设备的基本原理需要参照国际先进熔铸设备的构造和熔铸基本原理。整个系统需要囊括，自耗电极、结晶器、残渣收集器、金属熔化槽、金属坯放置槽、水箱、绝缘装置、变压器。其基本原理是将固态或液态金属渣加入到结晶器中，然后利用液态渣阻所产生的焦耳热把金属电极熔化掉，然后把金属熔滴净化一次。在整个过程中，控制住自耗电极下降速度就可以直接控制电极埋入深度。当电极下降速度超过熔化速度时，电极就会很可能和金属熔池发生短路。传统上来说，由于设备供电方式的差异，设备内部的结构也差别较大。很多传统电渣供电方式无法在同一熔炼设备设备使用是当前的基本现状。因此，我们要在传统的设备供电方式基础上，进行改进，改变设备中的短网接线方式，这样就能实现熔炼设备的新功能。（短网，secondary conductors and terminals，由电炉变压器次级向电炉熔池供电的低电压大电流电路系统。由水冷软电缆、水冷导电横臂、电极把持器等组成的大电流输电导体。

）

2.1 构造原理

2017年新改版“检测和校准实验室能力认可准则（ISO/IEC 17025:2017）”[1]由中国合格评定国家认可委员会于2018年3月1日发布，2018年9月1日实施。其中的“6.2 有关人员要素”有较大改动，首次提出“公正”，不再区别在培员工、长期雇佣人员、签约人员，全部纳入“人员”进行管理；删除了“人员培训活动的有效性评价”“并包含授权/或能力确认的日期”“这些信息易于获得”等内容，更加重视人员的培训和培养，将人员全过程的监督和监控放在比较重要的地位。

图4中，1为自耗电极，2为结晶器，3为残渣收集器，4为金属熔化，5为金属坯放置槽，6为水箱，7为绝缘装置，8为短网，9为变压器。

2.2 设备电极

目前，对于金属构件熔铸设备中的电极，常规来讲，主要通过两种途径进行更换：第一种是，通过旋转设备本体来进行更换。第二是种是利用滑动式台车来进行金属电极更换。但是，当需要熔铸复杂金属铸件时，绝大多数情况都是使用滑动式台车来进行更换。因为滑动式台车在更换电极的过程中可以同步完成设备结晶器的临时更换。

综上所述，此次个税的改革是为了能够更加合理的解决收入分配不公的现象，尽可能缩短贫富差距，从而提高我国人民生活的幸福指数。但是，由于地区经济水平的差异，收入与支出都会存在差异，如果不划分档级，可能会因为个税基数的差异而引发矛盾。所以，个税改革过程中出现的问题还需我们进一步做出研究与探讨。

2.3 电极装卡方式

目前，市面上常见的技术构建熔铸设备中的电极装卡主要有3种，即对半开式电极夹头、自动装卡式电极夹头、顶杆式电极夹头

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2.4 复杂金属构件用熔铸设备的供电设计

由此可知，炎症应答是NAFLD疾病进展的关键节点，起到承前启后的作用。而炎症应答的产生及其发挥作用的分子机制，目前仍不明确。

2.5 复杂金属构件用熔铸设备的冷却设计

从常规角度来看，目前大部分的熔铸设备中的结晶器形状单一，很少进行更换，设备内部的冷却系统也较为简单。但是，对于金属构件来说，结晶器形状就会变得复杂许多，更换的次数也再增多，其内部的冷却系统各方面的要求都极为严格。

综合考虑复杂金属用熔铸设备的各项需求，和空间利用率，我们需要设计出双循环冷却系统，并配套安装多项自动监测装置为实现生产安全提供保障。

2.6 复杂金属构件用熔铸设备的自动控制系统

操作步骤：先将结晶器用螺丝固定在含有四层结构的台车上。台车下方需事先配备好称重设备，然后我们可以快速地移动支臂，再慢速地移动电极，这样就可以准确的将其与结晶器中心线对齐。当进行金属构件熔铸时，在调整结晶器的垂直角度之后，我们就可以采用手动方式来操作。

在设计金属构建用熔铸设备的供电系统时，我们需要掌握两项关键技术，即三相平衡技术和单项熔铸和双极串联熔铸兼容技术。因此，在设计时，我们可以引进当下流行的t型AC变压器，并结合中性抽头接线法来在设备中完美实现了两项关键技术。在实际使用过程中，设备误差极小，平衡度超出预期水平。目前，该项技术已取得国家创新专利。

通过交流变频器模块，我们可以轻松控制电机快速升降。但是，这也可以改由智能模块自动控制。此外，我们也可以安装伺服控制器模块来代替交流变频器模块，这样我们也可以简易控制电机的上升和下降。需要注意的是，电机的电磁离合器需要配合模块的使用，从而满足控制复杂金属构件在熔炼过程的摆动速度的要求。

在对金属坯进行熔炼时，无论是采用单电极熔炼法还是双电极熔炼法，我们都可以轻松控制设备，并能保证熔铸时间的准确性以及金属构件的质量。本研究中，我们采用了固定式结晶器、滑动式台车、熔铸支臂交换熔炼工位的方式进行复杂金属构件的熔铸。

2.6.1 控制要求

2.6.2 控制方式

本研究中设计的金属熔铸设备的控制系统包含了两个极组，即上位极组和下位机组，上位机组负责人机交互程序的启动完成，下位机组负责控制系统中的各项操作功能。主要控制方式包括：

调压控制模块安装在操作面板上，可进行手动操作来对电压进行高低控制。此外，我们也可通过上位机组中安装的手动杆来操控高低电压。

在设备的控制系统中，微机系统安装有自动调压功能模块。当变压器的电流发生了过载或者熔铸设备的内部液压油的温度高于设定值时，状态和参数数据立即实时回传至PLC模块，并由其自动检测并记录，然后自动断路器会立即跳闸进入控制保护状态。

在PLC模块上，我们安装了高压真空断路器，通过这种控制模块和方式我们可分别地在不同的两处，分别地进行控制高压柜和控制室的主操作台，而且不会出现相互干扰。

比较金属坯的常规数据后，按金属坯的最大尺寸ф300×600厘米来计算，我们可以估算出变压器容量约为14400kVA。

另外，在互动式台车的控制面板中，我们安装了控制按钮以及液晶显示器，这样就可以单独单人地进行控制操作，且安全性高。熔炼设备的参数显示后，设备运行状况一目了然，其中包括熔炼电流、熔炼电压、温度、速度、功率、时间等多项指标参数。实时趋势画面以及历史趋势画面也有显示器提供并由后台进行分析，以便于工艺改进和流程长期监视。

另据了解，本次进博会中，拜耳展台主要分为4个板块，包括处方药业务之健康医院主题、健康消费品业务之自我保健主题、作物科学业务之绿色农场主题，以及拜耳04勒沃库森俱乐部展示区域。值得一提的是，根植中国农业60余年，拜耳的创新作物解决方案以可持续的方式，帮助种植户提升产量，提高生产效率，为大众提供安全、营养、可负担的粮食产品，同时兼顾环境。拜耳在水产养殖、宠物保健和农场畜牧等业务领域也提供了全面地解决方案。

通过以上控制方式，我们就可以可根据复杂金属构件的熔炼工艺要求，简单查询并选择操作曲线来进行整体操作完成制备。

男性，51岁，右侧腋窝淋巴结活检病理确诊为间变性大细胞淋巴瘤，化疗前及化疗3个疗程后显像. A：经“uWS-MI”处理腋窝病灶的PET、PET/CT、MIP图像；B：经“GE AWS46”处理的腋窝病灶CT、PET、MIP图像

3 结论

本研究通过对金属熔铸设备的发展历史，系统构造设计、控制系统、控制方式等问题进行了系统性研究，研发出高性能高稳定性的适用于复杂金属构件熔铸的新型设备。通过对熔铸过程中的熔铸工艺参数对比和工艺研究，总结提出系统的复杂金构件用熔铸工艺流程并使设备达到国际先进标准。

在系统整体设计方面，考虑到熔铸复杂金属构件的需要，采用滑动式台车与多种方式相结合，实现了多自由度以及电极和结晶器的更换。

一般情况下，普通硅酸盐水泥或者是硅酸盐水泥是道路桥梁施工中常用的施工材料，但是，为了能够切实提高整体建设项目的质量，就可以考虑适用钢纤维混凝土材料。主要是钢纤维混凝土在施工过程中，其厚度摊铺量可以比较小，同时它具备抗压、抗磨抗冻等特点，因此，水泥的选择上可以采取钢纤维混凝土进行施工。

通过计算对比熔铸过程中各项工艺参数，完善了当前的复杂金属构件的熔铸工艺技术。本文针对复杂金属构件的工艺需求，采用滑动式台车和t型AC变压器相结合的方式，通过中性抽头解决了熔铸兼容问题，也实现了三相供电平衡，且平衡度超出预期值。本文提出的设计理念和方法，使复杂金属构件的力学性能达到高标准要求。在可视化控制方面，采用了上下位机组相结合的方式，实现人机交互。总体上，实现了对复杂金属构件熔炼的整体控制和品质工艺的提升。

[1]李正邦．电渣冶金原理及应用．北京冶金工业出版社 1996．233．

[2]陈伟庆．美国的炼钢技术现状钢铁2000（6）66-69．

[3]陈绍隆、姜兴渭．特殊钢电渣冶金专集，1987，95．