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      什么是真空感應熔煉爐

      來(lái)源:西安藍海冶金設備有限公司      發(fā)布日期: 2022年08月10日
      信息摘要:真空感應熔煉在電磁感應過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生渦電流,使金屬熔化。此制程可用來(lái)提煉高純度的金屬及合金。主要包括真空感應爐熔煉、懸浮熔煉和冷坩堝熔煉。由于在真空下熔煉容易將溶于鋼和合金中的氮、氫、氧和碳去除到遠比常壓下冶煉為低的水平,同時(shí)對于在熔煉溫度下蒸氣壓比基體金屬高的雜質(zhì)元素(銅、鋅、鉛、銻、鉍、錫和砷等)可通過(guò)揮發(fā)去除,而合金中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活性元素的成分易于控制。

      真空感應熔煉在電磁感應過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生渦電流,使金屬熔化。此制程可用來(lái)提煉高純度的金屬及合金。主要包括真空感應爐熔煉、懸浮熔煉和冷坩堝熔煉。由于在真空下熔煉容易將溶于鋼和合金中的氮、氫、氧和碳去除到遠比常壓下冶煉為低的水平,同時(shí)對于在熔煉溫度下蒸氣壓比基體金屬高的雜質(zhì)元素(銅、鋅、鉛、銻、鉍、錫和砷等)可通過(guò)揮發(fā)去除,而合金中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活性元素的成分易于控制。因此經(jīng)真空感應熔煉的金屬材料可明顯地提高韌性、疲勞強度、耐腐蝕性能,高溫蠕變性能以及磁性合金的磁導率等多種性能。

      真空感應熔煉的熔煉工藝包 括坩堝的選擇與制備,爐料準備,熔化和精煉以及澆注等。坩堝的選擇與制備

      坩堝的壽命和坩堝與液態(tài)金屬相互作用直接影響設備的生產(chǎn)率和金屬成品的質(zhì)量。通常小爐選用預制坩堝;較大熔煉爐(>250kg)采用打結法制備坩堝較為經(jīng)濟。用得最廣泛地是不同純度的氧化鋁和氧化鎂為基的耐火材料,選用何種耐火材料取決于被熔合金的化學(xué)性質(zhì)。對熔點(diǎn)較低而又不與碳反應的金屬,如鈾與銅,可選用石墨坩堝;對含化學(xué)活性多的合金則可選用氧化鈣或氧化釔穩定化的氧化鋯耐火材料。20世紀80年代真空感應爐的坩堝材料有了重要發(fā)展,用水冷銅片鑲制坩堝可徹底免除坩堝與金屬液間反應,從而可用真空感應爐熔煉鈦、鋯等活性金屬;用預制氧化鈣坩堝可大大提高熔煉金屬的質(zhì)量。


      爐料準備

      真空感應熔煉用的原材料需經(jīng)仔細化驗和選擇,如對在真空中不易去除的磷與硫的含量加以限制;經(jīng)過(guò)熔煉雖然可以脫除原料中含有的氧與氮等氣體,但寧肯花稍高的價(jià)格買(mǎi)低雜質(zhì)含量的原料,從而節省真空感應凈化所需時(shí)間;同理,在使用返回料時(shí)必須清除氧化皮、油、脂及其他易揮發(fā)污物。

      熔化與精煉

      在第一批裝料中含有全部非活性合金元素,同時(shí)希望有一定量的碳,這樣在料熔化時(shí)碳可以充分脫氧,又起攪拌作用;相反在煉制超低碳合金時(shí)則配有過(guò)量氧以便在熔化期充分脫碳。熔化期要避免激烈沸騰造成金屬液強烈噴濺損失,必要時(shí)在熔化期通入一定壓力的氬氣以抑止金屬液沸騰。在精煉期應注意熔池得到充分攪拌以利于金屬液成分均勻和各種冶金反應的進(jìn)行;精煉期溫度應選擇適當,溫度高有利于提高反應速度,但溫度過(guò)高會(huì )由于金屬液與坩堝材料反應加速,從而導致金屬液含氧量增高等不利影響;精煉期真空度應達到抽氣設備實(shí)際的最高值,通常在1.330.13 N/m(之間,以發(fā)揮真空冶煉的優(yōu)勢,只有在煉制需要加入易揮發(fā)合金元素時(shí)才通入氬氣阻止揮發(fā)損失;一般活性合金組元在金屬液充分脫氧后加入,然后調整熔池溫度準備澆注。

      澆注

      澆注工藝直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。首先是準確控制澆注溫度,選擇澆注溫度應使金屬液具有良好流動(dòng)性,但不要使金屬液過(guò)熱導致燒傷模壁及冷凝產(chǎn)生的二次夾雜增多等缺點(diǎn)。其次采取措施防止浮渣等進(jìn)入鑄模,使用帶擋渣板的導流槽能得到良好效果;80年代研制出的各種泡沫陶瓷過(guò)濾器,對高溫合金起到明顯減小夾雜的凈化效果。為了填充鑄錠縮孔,可使用發(fā)熱保溫帽、絕熱保溫帽、電弧加熱和感應加熱等辦法。