金属熔炼是铸造的主要工艺过程之一，铸件材料的质量决定于该过程，这个过程也是液态金属铸造成型技术过程中的一个重要环节，与铸件的品质、生产成本、产量、能源消耗以及环境保护等密切相关。熔炼炉是铸造生产中必需的设备。正确选用熔炼炉能保证冶金质量，节约能源，降低生产成本，提高劳动生产率。
一、熔炼炉的分类 有色合金熔炼炉可以分为燃料炉和电炉两大类。燃料炉用煤、焦炭、煤气、天然气、燃油等作为燃料，燃料炉又可分为柑涡炉和反射炉两种。电炉通常是按电能转变为热能的方法不同来分类的，可分为电阻熔化炉、感应熔化炉和电弧炉等。电阻炉又可细分为柑祸电阻炉、反射电阻炉和箱式电阻炉等;感应炉又可细分为有心工频感应炉与无心工频感应炉两种，而按频率高低又可细分为工频炉、中频炉和高频炉三种;电弧炉可分为非自耗炉和自耗炉两种
每种熔炼炉都有其适合熔炼的合金，见表4-1二、常用的熔炼用炉 1.增涡电阻炉 柑涓电阻炉是利用电流通过电加热元件而发热以熔化金属的，炉子的容量一般为30--400kg.电加热元件有金属嵘铬合金或铁铬合御和非金属帐化硅或硅铂元份两种。柑涡电阻炉主要由电炉本体和控制拒(包括控制仪A)组成。柑祸电阻炉又分为回转式和固定式两种，图4-1为固定式址涡电阻炉。柑涡和炉体回转会造成电阻丝的移动、变形甚至断裂等，以致降低了电阻丝的使用寿命，所以一般为固定式。浇注中小型铸件用手提浇包直接自柑A中舀取金属液，浇注较大的铸件时可吊出铸铁址A进行浇注气配套设备简单、价廉。与工频感应熔炼炉相比，设备投资少，更适合熔炼小容量的有色合金。这种炉子较大缺点是熔炼时间长，如熔炼150--200kg铝液时，第一炉需要5-5.5h，耗电较多，生产效率低。从发展趋势来看，较大容量的柑涡电阻炉将被工频感应炉所代替
2.反射电阻炉 反射电阻炉的加热元件在炉顶，被熔炼的金属靠从上而下的辐射加热进行熔化。为了避免熔化的金属液溅射到加热元件上而受到侵蚀，加热元件通常应安装在炉顶砖的槽沟内。炉室是由一个熔池和一个或两个倾斜前室构成。前室是一块向熔池倾斜的斜坡面，被熔化的原材料先放在斜坡上，随着熔化进行，熔液流进熔池，而氧化物被留在前室的底面上。这种电炉又可细分为固定式和倾抖式两种。固定式电炉的炉身不能转动，浇注时，金属液从溢流口流出，或用虹吸装置吸出。图4-2是一种炉身固定的反射电阻炉的结构简图。倾斜式电炉的底部有倾动机构反射式电阻炉的优点是炉气稳定，氧化吸气少，熔液干净，容量大((1-100，劳动条件好，适用于生产大型铸件和大批量生产的铸造车间。但是这种炉子不能使用熔剂，不能在炉内进行精炼及变质处理，其较大缺点是熔化时间长，生产效率低，耗电量大，有。电老虎，之称，如每熔炼It铝合金，需要600kW " h以上的电量。其次是电热元件寿命短，为了提高寿命可以把电阻丝改为硅铂棒，但改后炉顶须用楔形普通耐火砖砌成拱顶，以代替异型砖构成的平顶，可以直接利用炉子侧墙上原电阻丝引线砖上的孔安装硅铂棒，在使用过程中，由于硅铂棒老化(电阻值增询，炉子功率会下降，为了保证炉子功率基本不变，较好使用自藕变压器增大相电压，也可采用改变接线(由星形改为三角形接;A)的方法，硅铂棒使用寿命比电阻丝长，调换也比较方便。实践证明，与电阻丝相比，硅铂棒的大修次数和每次大修工时均大大减少，提高了设备利用率，每吨金属的耗电量降低80%左右，熔化速度快，生产率提高近1倍
从发展趋势上看，反射炉正逐步被工频感应炉所代替3.箱式电阻炉 箱式熔铝睬锄电阻炉的炉壳是用型钢及钢板焊接成的长方形结构，内有高铝质耐火材料砖砌成的加热室，在加热室与炉壳之间砌有保温砖，并用其他高性能保温材料填满，以减少热损失。由高电阻合金加工成螺旋状的加热元件布置在加热室上部的搁丝管上，通过引出棒与外线路的电源接通。炉壁一侧有两个铝液孑七，一孑匕为正常生产用，另一孑L偏低，为了方便检修出铝液，可将炉内铝液流尽
在电炉上端两侧各装有保护罩壳，罩壳内系加热元件的接线装置，供380V电源接入
电炉两端设有两个灵活启闭的炉门，供加料和扒渣之用。炉门上的连锁装置在炉r7打开时能自动切断电源，保证安全操作
每台电炉配有两支热电偶，通过补偿导线与控制拒上的测温仪表连接，可自动控制和记录工作温度，超温时会自动报警
4.红外熔炼炉 红外熔炼炉主要用于有色合金如Al. Cu及其合金的熔化，采用硅铂棒作为加热元件
红外熔炼炉主要由电炉本体和电器控制拒组成。红外熔炼炉有可倾式和地坑式两种，可倾式安装在地面上有倾倒装置。炉的内壁涂有红外涂料，加热后形成红外辐射，以提高加热效率，有利于温度场均化，同时采用先进的保温材料作炉衬。因此，热效率高，金属熔化快，烧损量少，单位电耗也低。又由于采用石墨址涓，消除了Fe、 Si杂质对合金的污染，从而保证了合金的高纯度
5.工频无心感应熔炼炉 从感应炉的加热、熔炼原理来看，它很少限制被熔炼金属的种类或形状，没有像燃料炉那样的排烟问题，因此，有助于防止公害，并具有熔炼质量好、金属损失少、功率控制方便、易于实现机械化、自动化和劳动条件好等一系列优点，已在冶金工业、机械工业以及其他许多工业部门中得到日益广泛的应用。从结构上来看，感应炉分为有心感应炉和无心感应炉两类。无心感应炉又分为直接使用工业频率6OW的工频无心炉和配置变频装置的更高频率的中高频率感应炉。无心感应炉炉体主要由炉架、感应线圈和柑祸所组成， 在高温中熔炼，通常用耐火材料作熔炉的炉衬，用熔渣覆盖在液态金属表层，以防止液态金属的氧化及溶入气体。炉衬分为酸性炉衬和碱性炉衬。酸性炉衬是由耐火私土、石英砂组成，酸性炉衬坚固和便宜，能量消耗低且产量较高，熔炼过程中造酸性渣，不能院硫和脱磷。碱性炉衬是由镁砂筑成，熔炼过程中造碱性渣，具有一定的脱磷和脱硫能力
无心感应熔炼炉又叫址涓感应熔炼炉，用于熔炼铜、铝及其合金。较大的特点是柑A内的金属液受电磁搅拌作用产生激烈的流动，对一定容量的炉子来说，输入的功率越大，频率越低，电磁效应越显著，所以在工频炉里金属液的运动激烈，对促使金属液成分均匀、合金化及温度均匀化很有利。反之，也会由于过度搅拌而将氧气卷入金属液内，使金属氧化，造成金属损失。考虑到上述情况，在设计有色金属用的工频炉时，必须认真选择合适的输入功率和能抑制金属液流动的感应线圈的高度。在熔炼过程中，为了能连续地将冷料装到规定的液面高度，应尽量实现低温熔炼
常用的无心感应电炉，其电流频率为:工频临OH公、中频口50-10000H公、高频令10000H公。无心感应电炉工作时，炉衬外的感应器线圈相当于变压器的原绕组，炉衬内的金属炉料相当于副绕组，当感应线圈通以交变电流时，则因交变磁场的作用，使短路连接的金属炉料产生强大的感应电流，电流流动时，为克服金属炉料表层的电阻面产生热量，致使金属炉料加热熔化
无心式感应电炉具有熔化固体炉料的能力，而有心感应电炉只能过热已熔化的铁液，但在过热铁液的电能消耗方面，则以有心感应电炉更为节省
6.工频有心感应熔炼炉 有心感应炉的特点是有一个用硅钢片叠成的闭合铁芯，这种电炉按变压器原理工作，采用工频电源，不需要特殊的设备。另外，现有的有心感应熔炼炉几乎都做成暗沟式，即熔沟是隐藏的，埋在熔融金属里，
工频有心感应炉已成为有色金属熔炼和保温用的基本炉种
这种电炉由于在开始熔炼和浇注时都需要有液态金属填满熔沟，以此形成通电回路，所以只适合单种金属的大批量熔炼或保温
7.中频无心感应熔炼炉 中频无心感应熔炼炉主要由炉架、感应线圈、倾炉机构、炉衬、电器配套设备等部分组成。这种电炉具有加热快、金属消耗少、使用灵活方便等特点。另外，中频炉也不需要工频炉那样多的电容器，其价格可能会进一步降低
8.真空感应熔炼炉 真空感应熔炼炉是一种无心感应熔炼炉，只是柑涡被装在一个真空室内。熔炼时，真空室内被抽成真空，炉料在真空中熔炼和浇注。这种电炉适合于科研与生产部门作为镍基、铁基和钻基高温合金浇注铸锭和铸件以及其他精密合金等的真空或充气熔炼和真空浇注
这种电炉的电炉本体主要是由双层水冷壁构成的炉体、感应线圈和柑涡等组成的;真空系统是由真空机组及附设的放气、充气阀门和真空指示仪表构成的;电气配套设备由中频或高频电源设备和控制拒等组成
用真空感应熔炼设备熔炼金属材料主要有两个好处。一是可以把材料中的大部分气体如H2' 0:和N:等清除掉，从而提高材料的性能;二是金属材料氧化损失少。这种电炉是20世纪50年代才开始工业化应用，随着真空技术的进展和喷气发动机对高温合金需要的增长，这种电炉得到了相当大的发展，产品数量虽然不多，但单台容量大。目前世界上已有容量为54t(以钢it)的真空感应熔炼炉，这种大型电炉通常采用半连续式作业，能在不破坏熔炼室真空度的情况下进行加料、浇注和出锭，
9.真空感应熔炼定向凝固炉 真空感应熔炼定向凝固炉是一种用途特殊的炉型。其熔炼过程与真空感应熔炼炉相同，但它在熔炼室内完成浇注、铸造室内完成定向或单晶铸件的凝固过程。它主要用于生产单晶及定向高温合金铸件
10.冷柑祸感应凝壳熔炼炉 冷址涡感应凝壳熔炼炉主要用于熔炼高熔点、高活性金属及其合金，特别适用于钦合金的熔炼。因为钦合金具有很高的化学活性，熔炼过程中极易受耐火材料及间隙元素的污染
这种炉子原先采用导电柑涡熔炼金属，由于感应电流的集肤效应，柑涓上的感应电流过多，影响炉料的吸收。若用水冷柑涡，则所产生的热量大部分被水带走，炉料难以熔化。经改进，将柑蜗开一条或几条缝，缝间加陶瓷绝缘，切断了址涓中的感应电流回路，大大改善了炉料的熔炼效率，
9.真空感应熔炼定向凝固炉 真空感应熔炼定向凝固炉是一种用途特殊的炉型。其熔炼过程与真空感应熔炼炉相同，但它在熔炼室内完成浇注、铸造室内完成定向或单晶铸件的凝固过程。它主要用于生产单晶及定向高温合金铸件
10.冷柑祸感应凝壳熔炼炉 冷址涡感应凝壳熔炼炉主要用于熔炼高熔点、高活性金属及其合金，特别适用于钦合金的熔炼。因为钦合金具有很高的化学活性，熔炼过程中极易受耐火材料及间隙元素的污染
这种炉子原先采用导电柑涡熔炼金属，由于感应电流的集肤效应，柑涓上的感应电流过多，影响炉料的吸收。若用水冷柑涡，则所产生的热量大部分被水带走，炉料难以熔化。经改进，将柑蜗开一条或几条缝，缝间加陶瓷绝缘，切断了址涓中的感应电流回路，大大改善了炉料的熔炼效率，
9.真空感应熔炼定向凝固炉 真空感应熔炼定向凝固炉是一种用途特殊的炉型。其熔炼过程与真空感应熔炼炉相同，但它在熔炼室内完成浇注、铸造室内完成定向或单晶铸件的凝固过程。它主要用于生产单晶及定向高温合金铸件
10.冷柑祸感应凝壳熔炼炉 冷址涡感应凝壳熔炼炉主要用于熔炼高熔点、高活性金属及其合金，特别适用于钦合金的熔炼。因为钦合金具有很高的化学活性，熔炼过程中极易受耐火材料及间隙元素的污染
这种炉子原先采用导电柑涡熔炼金属，由于感应电流的集肤效应，柑涓上的感应电流过多，影响炉料的吸收。若用水冷柑涡，则所产生的热量大部分被水带走，炉料难以熔化。经改进，将柑蜗开一条或几条缝，缝间加陶瓷绝缘，切断了址涓中的感应电流回路，大大改善了炉料的熔炼效率，
9.真空感应熔炼定向凝固炉 真空感应熔炼定向凝固炉是一种用途特殊的炉型。其熔炼过程与真空感应熔炼炉相同，但它在熔炼室内完成浇注、铸造室内完成定向或单晶铸件的凝固过程。它主要用于生产单晶及定向高温合金铸件
10.冷柑祸感应凝壳熔炼炉 冷址涡感应凝壳熔炼炉主要用于熔炼高熔点、高活性金属及其合金，特别适用于钦合金的熔炼。因为钦合金具有很高的化学活性，熔炼过程中极易受耐火材料及间隙元素的污染
这种炉子原先采用导电柑涡熔炼金属，由于感应电流的集肤效应，柑涓上的感应电流过多，影响炉料的吸收。若用水冷柑涡，则所产生的热量大部分被水带走，炉料难以熔化。经改进，将柑蜗开一条或几条缝，缝间加陶瓷绝缘，切断了址涓中的感应电流回路，大大改善了炉料的熔炼效率。