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真空熔炼炉应用应用前景分析
发布时间:2019-06-01   浏览:7408次

  真空熔炼炉炼技术是目前对金属材料加热效率高、速度快,低耗节能环保型的感应加热技术。该技术主要在感应熔炼炉等设备上实现,应用范围十分广泛。

  固态的金属原材料放入由线圈缠绕的坩埚中,当电流流经感应线圈时,产生感应电动势并使金属炉料内部产生涡流,电流发热量大于金属炉料散热量的速度时,随着热量越积越多,到达一定程度时,金属由固态熔化为液态,达到冶炼金属的目的。

  在此过程中,由于整个过程发生在真空环境下,因此,有利于金属内部气体杂质的祛除,得到的金属合金材料更加纯粹。同时在真空熔炼炉冶炼过程中,通过真空环境以及感应加热的控制,可以调整熔炼温度并及时补充合金金属,达到精炼的目的。在熔化过程中,因为感应熔炼技术的特点,液态的金属材料在坩埚内部由于受到电磁力的相互作用,可以自动实现搅拌,使成分更加均匀,这也是感应熔炼技术的一大优势。

  与传统的冶炼相比,真空熔炼炉节能,环保,工人作业环境好,劳动强度小,具有很大优势。利用感应熔炼技术,浇注的合金材料杂质更少,添加的合金比例更加合适,能够更加符合工艺对材料各性能的要求。

  所以该炉子技术目前已经得到大规模的使用,从用于试验研究的几千克感应炉到用于实际生产的几十吨容量的大型真空熔炼炉。由于其操作工艺简单,熔化升温快熔炼过程容易控制,所冶炼金属成分均匀等优点,具有很大的应用前景,近些年得到了快速的发展。


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  真空熔炼炉的原理:真空熔炼是在常压下进行的物理化学反应条件有了改变,这主要体现在气相压力的降低上。只要冶金反应中有气相参加,而且反应生成物中的气体摩尔数大于反应物中的气体摩尔数的数值时,若减小系统的压力,则可以使平衡反应向着增加气态物质的方向移动,这就是真空熔炼炉中物理化学反应的根本的特点。   控制   大气熔炼和浇注的主要缺点之一是合金成分(主要是一些比较活泼的元素)由于烧损不易准确控制,而真空熔炼不受周围气氛污染,金属液与大气中的氧和氮脱离接触,所以真空熔炼炉能严格控制合金中活泼元素,如铝、钛等的含量,将合金成分控制在很窄的范围内,因而能保证合金的性能、质量及其稳定性。   碳脱氧反应   大气熔炼碳氧反应对金属液起着除气作用和机械搅拌作用,但由于碳的脱氧能力不强,不能单独用作脱氧剂,往往要用硅、铝等金属脱氧剂进行沉淀脱氧。在真空熔炼炉中,由于气相压力低,且碳氧反应生成的CO气泡能够不断的被抽走,而使平衡向生成CO的方向移动,即[C]+[O]={CO}反应不断向右方进行,从而提高了碳的脱氧能力。   大量实践数据表明:真空熔炼炉与大气熔炼相比较,碳的脱氧能力约提高100倍。真空熔炼镍基合金时,将合金的氧含量降低到20×10以下是不难做到的。真空下用碳脱氧,不仅具有高的脱氧能力,而且其脱氧产物是气体,易于排除,而不沾污金属熔池,这比用硅、铝等生成固态脱氧产物的脱氧剂要优越得多,因此在真空熔炼中,碳是理想的脱氧剂。