電子束熔煉以其杰出的精煉能力而著稱，是難容金屬（鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦）熔煉和提純的新型專用設(shè)備。由于在高真空下進行熔煉，過程中過熱溫度高，維持液態(tài)的時間長，能夠充分有效地發(fā)揮對材料的精煉提純作用。

    1、電子束熔煉EB爐技術(shù)參數(shù)：

 2、 電子束冷床熔煉EB爐(主要結(jié)構(gòu))設(shè)備組成與功能

整個電子束冷床熔煉EB爐由爐體部分、進料系統(tǒng)、連續(xù)拉錠系統(tǒng)、電子束加熱裝置、坩堝結(jié)晶器和冷床、真空系統(tǒng)部分、電子槍部分、高壓電源部分、自動控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等部分組成。

2.1熔煉室爐體部分

爐體為臥式圓柱形或方形結(jié)構(gòu)，包括固定爐體、電子槍，以及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，檢查門、碳鋼架體等。爐殼均為雙層水冷結(jié)構(gòu)。觀察窗裝有閃屏、充氣、鉛玻璃防護屏。

熔煉在熔煉室內(nèi)的冷床上進行。在熔煉室熔煉區(qū)和增壓泵之間距離很短，抽氣面積大，抽氣效率高。配置了電機內(nèi)置的頻閃觀察孔。用于引束和熔煉過程的觀察。

爐室上部安裝有高壓開關(guān)安全聯(lián)鎖接地裝置，采用氣動電氣程序聯(lián)鎖，操作簡便安全可高。能避免人工誤操作。

2.2進料系統(tǒng)

采用水平進料方式，在爐室的一側(cè)設(shè)計有水平進料室，進料室由低碳鋼卷制成局部水冷結(jié)構(gòu)，與爐室相連的法蘭和接口均有水冷。

水平進料室設(shè)置有電機和減速機、絲杠驅(qū)動的送料機構(gòu)，在爐子熔煉過程中，可將不同型狀的殘料直接裝入料槽，這樣的設(shè)計對廢料的選擇性大大降低。

關(guān)閉水平進料室門后，進料室電機帶動推塊將料推向熔煉區(qū)。可在電腦上顯示推料的行程和速度。并配置觀察窗。

2.3拉錠系統(tǒng)

拉錠系統(tǒng)為圓筒式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置2根絲杠拉錠機構(gòu)，傳動采用伺服電機和減速機、絲杠驅(qū)動的拉錠機構(gòu)，拉錠采用垂直拉錠（皮爾格式），可實現(xiàn)操作桿手動干預(yù)，拉錠桿升降速度可調(diào)。拉錠圓筒安裝在移動小車上可以水平移出，以便于從熔化工位移動到卸料工位。

熔煉時，通過拉錠系統(tǒng)得到鑄錠。鑄錠室用低碳鋼材質(zhì)制成，采用水冷卻防止熱輻射。

拉錠系統(tǒng)安裝在一個小車上，可以在熔煉位置和出錠位置之間來回移動。小車上安裝有必要的設(shè)備、儀表、冷卻水分水排、惰性氣體、壓縮空氣管線及其控制裝置。為維護方便，提供了維修平臺。

拉錠頭為水冷燕尾槽機構(gòu)，能保證板坯不會變形。

電機驅(qū)動的鑄錠小車將拉錠室移至出料位置出料。出錠是通過天車和專用的鑄錠夾具來完成。

2.4電子束加熱裝置：

爐體頂部是水冷夾套，爐頂上設(shè)置安放電子槍的水冷安裝座，設(shè)置冷卻水進出口。設(shè)置密封槽螺栓固定于熔煉室頂部密封。為了減少煙氣、揮發(fā)物對電子槍影響，設(shè)置可拆卸式防護隔板冷凝罩結(jié)構(gòu)，能更換、清理方便。

2.5坩堝結(jié)晶器和冷床

（1）冷床能存儲熔化金屬、使化學(xué)成分均勻，熔液精煉，完全可以避免高密度未熔化的塊原料落入結(jié)晶器。澆鑄前端是將熔化金屬從冷床流向結(jié)晶器中。

（2）結(jié)晶器是形成鑄錠和使化學(xué)成分更加均勻的地方。結(jié)晶器是銅制水冷空心結(jié)構(gòu)。在熔煉時隨熔煉進度將鑄錠從底部拉出。

（3）包括水冷紫銅鑄錠拉錠結(jié)晶器和冷床。由碳鋼制作外殼，由紫銅制作結(jié)晶器和冷床體，結(jié)晶器和冷床內(nèi)部設(shè)計有水冷通道，通水進行冷卻。

（4）結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)廠家使用中暴露出的設(shè)計不合理問題，進行了很多設(shè)計改進，結(jié)晶器和冷床和外部水管連接：原先采用法蘭密封圈結(jié)構(gòu)，拆卸困難，密封容易老化漏水，現(xiàn)改為不銹鋼接管與結(jié)晶器和冷床直接焊死，不需拆卸，永久性杜絕漏水現(xiàn)象。

（5）水管與軟管的連接采用KF法蘭快卸結(jié)構(gòu)，更換方便安全可靠。

（6）為避免結(jié)晶器變形產(chǎn)生板坯中間鼓肚扒皮量大現(xiàn)象，將筋板加厚加多加高，并合理調(diào)整筋板位置，來限制中間變形。

（7）合理設(shè)計水道，既保證冷卻，又不會過多的帶走熱量，減少輸入功率。

（8）結(jié)晶器拖錠采用燕尾槽可拆卸結(jié)構(gòu)，操作方便，避免了板坯底部拉錠時產(chǎn)生變形旁彎現(xiàn)象。

2.6真空系統(tǒng)

進行工業(yè)生產(chǎn)時，真空系統(tǒng)能形成和維持熔煉室所必需的剩余壓力。除此之外，真空系統(tǒng)中還有與真空泵連接的密封、閥門、閘板閥、管路等，真空測量儀器。整套真空系統(tǒng)在相應(yīng)位置設(shè)置連接氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏口，便于檢漏。每一個用閥門封閉的區(qū)間至少要有一個檢漏口，以便測量和檢漏。

為避免空氣中的潮氣進入爐室內(nèi)壁結(jié)露影響抽速，采用閥門和配套的自動控制程序，完美解決空氣濕度大爐壁結(jié)露引起的抽空時間過長的問題，大大提高了生產(chǎn)率。

2.7電子槍部分

電子槍主要由束流制導(dǎo)管，陽極、放電室、水冷陰極組成。束流制導(dǎo)管上有一聚焦、二聚焦、偏轉(zhuǎn)裝置組成。電子束制導(dǎo)掃描方式有圓掃描、方掃描、圓滿幅掃描、方滿幅掃描。擴大了電子束爐使用范圍，既適應(yīng)于熔煉難熔金屬同時適應(yīng)于一般金屬的熔煉提純。電子槍調(diào)整可以在X方向和Y方向可調(diào)。

電子槍采用了多項改進技術(shù)，加大了光波導(dǎo)和其它零部件的配合尺寸和光潔度，將內(nèi)壁光通路的焊縫取消，改在外部，使得電子槍不會出現(xiàn)燒損和擊穿現(xiàn)象。維護量大大減少。每支電子槍掃描圖形必須滿足熔煉工藝要求，適用于該設(shè)備熔煉扁錠、圓錠的工藝設(shè)置。

2.8高壓電源系統(tǒng)

每一把電子槍的主高壓電源為IGBT高頻高壓電子開關(guān)電源，具有在熔煉過程中因電子槍放電高壓自動斷開自動恢復(fù)功能，自動穩(wěn)壓。功率因數(shù)不小于0.95。

熔煉生產(chǎn)過程中熔煉室的壓力不會改變，特別重要的是當(dāng)熔煉原料放氣較大時，電子槍的平臺結(jié)構(gòu)可以預(yù)防濺出物散落到電子束槍的陰極，減少了重熔金屬氣體凝結(jié)的概率，提高了爐子生產(chǎn)時的穩(wěn)定性。

采用 IGBT（絕緣密封的雙級晶體管）的高頻轉(zhuǎn)換能源。使用具有現(xiàn)代化數(shù)字信號過程DSP的微處理控制在電子槍工作時能靈活運用，保證熔煉過程的持續(xù)性，不使用輔助設(shè)備也能相互協(xié)調(diào)具有中央計算機控制的控制系統(tǒng)，從整體上提高了電子束爐的控制安全性。使用密集的、結(jié)構(gòu)簡單的能源可以直接并排安置在電子束爐旁。

2.9自動控制系統(tǒng)

自動控制系統(tǒng)分為兩個部分：主體設(shè)備控制系統(tǒng)、電子槍控制系統(tǒng)。

（1）主體設(shè)備控制系統(tǒng)：

（a）上位軟件控制系統(tǒng)。包括一個用軟件完成的操作界面，帶有標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、鼠標(biāo)和24＂LED 顯示器來做為操作者和AMC間的通訊設(shè)備。所有可視畫和所有操作畫面已經(jīng)用軟件設(shè)定了，可以對數(shù)據(jù)進行編輯、管理等.用來設(shè)定數(shù)據(jù)的采集、存儲，并且在所連的打印機和屏幕上產(chǎn)生熔煉實時、歷史記錄和故障記錄。操作界面簡明、方便；爐子抽空、水冷和故障警告的控制通過可視界面執(zhí)行。

（b）控制系統(tǒng)采用工業(yè)計算機，配合西門子程控器實現(xiàn)世界上先進的分布式控制系統(tǒng)，主站與各分站之間的通信接口為Profinet 總線，主站與上位機之間的通訊采用以太網(wǎng)，主站與各分站之間傳輸介質(zhì)為光纖，光纖通訊容量大、傳輸距離遠(yuǎn)；光纖的損耗極低，在光波長為1.55μm附近，光纖損耗可低于0.2dB／km，這比任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低。因此，無中繼傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里。信號干擾小、抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳，電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。系統(tǒng)內(nèi)安裝無線網(wǎng)關(guān)，維護人員可在遠(yuǎn)程第一時間對設(shè)備出現(xiàn)問題進行診斷，提供給現(xiàn)場檢修人員相關(guān)處理方案，便于問題處理，提高設(shè)備檢修維護效率。

（c）控制系統(tǒng)主站采用西門子最新推出的PLC系列中的1513-PN，集成兩個PN接口，PLC電源采用西門子開關(guān)電源。PLC的處理速度更快，聯(lián)網(wǎng)能力更強，診斷能力和安全性更高，不僅可節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率，而且安全可靠，維護簡單方便。PLC采用新型的背板總線技術(shù)，采用高波特率和高傳輸協(xié)議，使其信號處理速度更快；集成2個PROFINET接口，可實現(xiàn)低成本快速組態(tài)現(xiàn)場級通信和公司網(wǎng)絡(luò)通信。

（2）電子槍控制系統(tǒng)

電子束掃描和電源、氣體控制分：控制器采用 專用圖形軟件控制器，該控制器采用模塊化插板結(jié)構(gòu)，電子槍掃描由控制器來控制。該控制器在航空航天儀表數(shù)據(jù)測試領(lǐng)域應(yīng)用最為可靠應(yīng)用最多。

高壓電源采用專門帶CPU的單片機通過光纖與FPGA控制器（帶CPU的小電腦）ModBus TCP通訊小電腦放在專門的功率放大控制柜里面。

高壓切斷開關(guān)：

電子槍陰極工作時接入3萬伏高電壓，當(dāng)停爐檢修和清理更換槍內(nèi)零件時，必須確保將高壓切斷，但僅僅切斷高壓是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因為電子槍切斷高壓后，槍內(nèi)任然殘留高壓電荷釋放不了，因此必須將此電荷釋放完全才能接觸電子槍，傳統(tǒng)的辦法是人拿著高壓放電棒，一端接地，另一端去人工接觸電子槍進行放電，這種方式非常繁瑣同時也極不安全可靠。

本爐子采用創(chuàng)新的設(shè)計思路，用氣缸帶動開關(guān)進行高電壓的接入和切斷，切斷高壓的同時，將電子槍陰極接地，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程電氣自動操作，同時進行電氣信號聯(lián)鎖避免出現(xiàn)人工誤操作或遺忘放電等故障，開關(guān)觸頭全部封閉在通明的玻璃罩內(nèi)，人能夠清楚的看見高壓開關(guān)的分合工作狀態(tài)，是目前最新、最自動化、最安全可靠的設(shè)計方式。

2.10水冷卻系統(tǒng)

水冷卻系統(tǒng)服務(wù)于供應(yīng)及分配冷卻水至所有單元，電子束冷床熔煉爐的機械裝置及設(shè)備，它們是方坯熔化和冷卻過程中強化傳熱的主體。

爐體所有受熱輻射的部分均應(yīng)采用雙層水冷，為了避免爐室在打開后其內(nèi)壁吸潮，從而減少抽真空時間，抽真空開始時采用溫水系統(tǒng)烘爐。總進水口設(shè)置壓力及溫度檢測各1個，循環(huán)冷卻水每個水分配器入口設(shè)置壓力檢測，所有冷卻點回水管路均設(shè)置測溫裝置進行監(jiān)控，設(shè)置手壓式流量計監(jiān)控流量。采用PLC程序?qū)崿F(xiàn)對冷卻水進行溫度報警及連鎖監(jiān)控。應(yīng)急水系統(tǒng)當(dāng)故障停電時，電氣系統(tǒng)自動切換水源，設(shè)置電動閥常閉式失電開啟，前端裝手動閥，保證緊急狀態(tài)冷床、結(jié)晶器正常冷卻一定時間保護設(shè)備。

電子槍電源柜密閉冷卻水系統(tǒng)為電子槍電源柜提供并回收冷卻水。管路采用304不銹鋼和PPR材質(zhì)。