实验室用小型熔铝炉(4 kg)技术方案

型号:STR-AMF1116-8(Laboratory Mini Furnace 5 kg)

一、简介

STR-AMF1116-8实验室用小型熔铝炉是一款专为高校、研究所、材料实验室开发的台式电阻熔铝炉,额定铝液容量 5 kg,占地 <0.25 m2,升温至 700 ℃ ≤25 min。全陶瓷纤维炉膛、环形嵌入式加热丝、PID 程序控温,具备数据记录、超温报警、无金属暴露污染等特点,可满足合金配方、组织分析、教学演示等场景对“小批量、高精度、快周转”的需求。

二、遵循标准

GB/T 10067.1-2019 电热装置基本技术条件

GB 5959.1-2005 电热装置安全 第1部分:通用要求

GB/T 30839.1-2014 实验室电阻炉能效测试方法

JB/T 8195.7-2007 工业炉窑 小型熔铝炉技术条件(参考)

RoHS 2.0 环保指令(加热丝、保温材料无铅镉汞)

三、用途

铝合金配方试验(Al-Si、Al-Cu、Al-Mg 等)

熔体处理研究(细化、变质、除气)

压铸/铸造小样(φ30 mm 拉伸试棒、金相试块)

教学演示(可视化熔化、流动性测试)

四、工作原理

加热:Fe-Cr-Al 螺旋电阻丝(Φ2 mm)嵌入陶瓷纤维膛壁,环形辐射+底部补偿,功率 3 kW。

测温:S 型(Pt-Rh)贵金属热电偶,Φ0.5 mm 陶瓷护套,直接浸入石墨坩埚外壁盲孔,响应 <3 s。

控温:32 段可编程 PID,支持升温-保温-降温曲线,过冲 ≤2 ℃。

安全:二级独立硬件超温继电器,固态继电器短路故障时自动切断主回路。

五、主要技术参数

额定容量	5 kg 铝液	石墨坩埚满容 6 L
最高温度	900 ℃	长期工作 ≤850 ℃
升温速率	0–40 ℃/min 可调	空炉 25 ℃→700 ℃ ≤25 min
控温精度	±1 ℃	S 型热电偶+PID
功率	3 kW	220 V 单相 50 Hz
炉膛尺寸	Φ110 × H160 mm	陶瓷纤维一体成型
外形尺寸	L420 × D380 × H480 mm	含上盖及控制箱
重量	28 kg	净重
表面温升	≤30 ℃	室温+30 ℃
能耗	≈0.35 kWh/kg-Al	连续熔化

六、可增选配置

名称	功能	加价(RMB)
高纯刚玉坩埚 3 L	避免石墨污染,适合高纯 Al	680
自动搅拌套件	转速 0–300 rpm,可升降	1,800
真空/气氛套件	机械泵+石英玻璃罩,极限 10 Pa	3,200
数据记录 U 盘	温度-时间曲线导出 CSV	300
循环水冷盖板	快速降温,缩短周转	500
备用石墨坩埚	交替使用	260

七、结构特点(详细描述)

台式一体化:炉体、控制、电源全部集成在 420×380×480 mm 外壳内,可直接放置实验台。

陶瓷纤维炉膛:

真空成型 1600 级多晶纤维,壁厚 45 mm,重量轻、蓄热小,30 min 可徒手开盖。

膛壁预制螺旋槽,电阻丝嵌入后与炉衬齐平,无落渣短路风险。

加热元件:

0Cr21Al6Nb 电阻丝,Φ2 mm,表面负荷 2.1 W/cm2,寿命 ≥3000 h。

底部增设补偿绕组,确保熔池上下温差 ≤5 ℃。

石墨坩埚:

等静压成型,体积密度 1.85 g/cm3,外径 Φ90 mm,壁厚 8 mm,埚沿带防溢槽。

埚外壁开 Φ3 mm 盲孔,热电偶插入深度 15 mm,实时跟踪铝液温度。

上盖:

陶瓷纤维+不锈钢框架,配石英观察窗 Φ40 mm,可见熔化过程。

气弹簧支撑,任意悬停,防回弹夹手。

控制系统:

4.3 寸彩色触摸屏,中文界面,可存储 20 条工艺曲线。

二级独立硬件超温保护,动作温度可设(出厂 870 ℃)。

内置 SSR 散热器,风扇寿命 50 000 h。

安全:

炉壳接地 <0.1 Ω,漏电保护 30 mA。

上盖与加热互锁,开盖即停,防止红外灼伤。

八、标准配置清单

序号	名称	数量	备注
1	炉体(含炉膛、加热丝)	1 套	已组装
2	石墨坩埚 Φ90	1 只	已放入
3	S 型热电偶	1 支	已安装
4	不锈钢坩埚钳 450 mm	1 把	耐高温手柄
5	陶瓷坩埚盖	1 只	减少氧化
6	高纯氮化硼涂料 30 mL	1 支	刷坩埚内壁
7	电源线 2 m	1 根	16 A 插头
8	说明书/质保卡	1 份	含出厂曲线

九、易损件与寿命

名称	寿命	更换指征	单价
石墨坩埚	80–120 炉次	裂纹 ≥0.5 mm 或壁厚减薄 30%	260
电阻丝	≥3000 h	局部过红、直径减小 ≥8%	80
热电偶	≥12 个月	示值漂移 >±3 ℃	350
陶瓷纤维膛	≥5 年	粉化、掉渣	600

十、售后质保

整机 12 个月(石墨坩埚、电阻丝等消耗件除外)。

质保期内免费邮寄零件或远程视频指导;需现场时,一线城市 48 h 到达。

终身提供耗材与技术支持,质保期外仅收成本费。

十一、包装运输

小件(坩埚、热电偶、工具等):

双层珍珠棉+5 mm 胶合板箱,体积 0.02 m3,毛重 2 kg。

炉体主机:

PE 袋+缠绕膜+蜂窝板+井字胶合板托,体积 0.12 m3,毛重 35 kg,四面贴“向上、防雨、易碎”标签,叉车孔高度 90 mm,满足快递/零担运输。

十二、使用注意事项(含加热元件)

首次烘炉:200 ℃×30 min → 400 ℃×30 min → 600 ℃×20 min,排除湿气。

加料:铝块 ≤30 g/块,预热 100 ℃,严禁带水分或油污。

加热元件:

禁止 400 ℃以下全功率急升,可手动限功率 50%。

每月检查接线端子,氧化松动会导致局部过热熔断。

清渣:使用涂 BN 的不锈钢铲,轻刮,避免划伤埚壁。

停炉:铝液倒出后,设置降温速率 ≤10 ℃/min,炉温 <200 ℃再断电。

安全:

炉体后方距墙 ≥100 mm,利于散热。

操作时戴铝液防护面罩+耐热手套,严禁正面直视观察窗 >10 s。

十三、操作方法(标准流程)

开机前:确认坩埚无裂纹、热电偶插入盲孔底部、电源接地良好。

开机:接通电源→触摸屏“新建程序”→设定目标温度(如 720 ℃)→升温速率 20 ℃/min→按“启动”。

加料:炉温升至 300 ℃,分批加入预热铝块,总量 ≤5 kg。

保温:到达设定温度后,设备自动 PID 保温,界面显示“保温中”。

精炼/除气(可选):打开上盖,投入覆盖剂,旋转石墨转子除气 3 min。

浇注:关闭加热→开盖→用坩埚钳夹住手勺快速舀出→倒入预热模具。

关机:铝液清空→返回主界面→选择“自动降温曲线”→炉温 <200 ℃→关闭电源→填写《实验记录表》(炉次、温度曲线、耗材更换)。

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