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導(dǎo)航

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3.5t真空感應(yīng)熔煉爐

世界上第一臺(tái)真空感應(yīng)爐是于1917 年在德國(guó)誕生的,用于熔煉飛機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的引擎。真空感應(yīng)熔煉爐是真空冶金領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。事實(shí)證明:宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能設(shè)備和電子工業(yè)所需要的合金和特殊鋼,占有相當(dāng)比例的產(chǎn)品是采用真空感應(yīng)熔煉爐生產(chǎn)出來的,例如,鎳基、鈷基、鐵基高溫合金采用真空感應(yīng)熔煉爐工藝熔煉時(shí),其熱加工性能和機(jī)械性能明顯提高。像不銹鋼、耐熱鋼、超高強(qiáng)度鋼、工具鋼、軸承鋼,以及磁性材料、彈性合金、膨脹合金等幾乎均采用真空感應(yīng)熔煉爐來熔煉,以保證材料性能和質(zhì)量。此外,隨著二次重熔工藝的發(fā)展,真空感應(yīng)熔煉爐的另一用途是為真空自耗電弧爐或電渣重熔爐提供高質(zhì)量的自耗電極,以及生產(chǎn)母合金供精密鑄造用。

眾所周知,真空感應(yīng)熔煉爐工藝,對(duì)金屬的熔化、精煉和合金化的整個(gè)過程均是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的,因而避免了相同氣相的相互作用而污染。其次,在真空條件下,碳具有很強(qiáng)的脫氧能力,其脫氧產(chǎn)物CO 不斷被抽至系統(tǒng)之外,克服了采用金屬脫氧劑脫氧的污染問題。真空感應(yīng)熔煉爐工藝可精確地控制合金的化學(xué)成分,對(duì)于含有和氧、氮親和力強(qiáng)的活性元素Al、Ti、B、Zr 等,可控制在很少的范圍內(nèi)。對(duì)低熔點(diǎn)易揮發(fā)的金屬雜質(zhì),如Pb、Bi、Sn、Sb 等能蒸發(fā)去除,這對(duì)提高材料性能起到重要作用。強(qiáng)烈的感應(yīng)攪拌作用,能加速其反應(yīng)速度,這對(duì)于熔池溫度均勻、化學(xué)成分均勻等方面很有效果。

真空感應(yīng)熔煉工藝之所以得到迅速發(fā)展是和航空航天工業(yè)所需高溫合金材料有密切關(guān)系,如宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能等設(shè)備所需的高溫合金。在未采用真空熔煉方法生產(chǎn)的高溫合金,其最高工作溫度一般只有750-810 ℃;而采用真空熔煉方法生產(chǎn)的高溫合金,其最高工作溫度可達(dá)到980-1090 ℃的水平。這主要是由于采用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉的鎳基、鐵基、鈷基高溫合金時(shí),降低了間隙元素O2、N2、H2,能徹底清除非金屬夾雜物,以及去除低熔點(diǎn)有害金屬雜質(zhì),如Pb、Bi、Sb、Cu、Sn、Te 等。

真空感應(yīng)熔煉爐的設(shè)備主要由爐殼、感應(yīng)器、坩堝、傾爐機(jī)構(gòu)、錠模機(jī)構(gòu)、供電裝置,以及水冷系統(tǒng)等組成。爐殼上附設(shè)有觀察、測(cè)溫、加料、取樣、搗料等裝置。爐體外配備有真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。真空感應(yīng)熔煉爐有間歇式和半連續(xù)式兩種,可做成立式或臥式。

真空感應(yīng)熔煉爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需考慮的重要問題是避免真空放電,為此對(duì)于爐殼內(nèi)的所有帶電體都需要經(jīng)過絕緣處理,并且感應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)沒有尖角、毛刺和銳棱。

真空感應(yīng)熔煉爐具有以下特點(diǎn):

  (1)在真空狀態(tài)下,能夠熔煉一些貴重的活潑金屬,如鈦合金等。

  (2)在真空狀態(tài)下,能夠杜絕被熔煉金屬和合金,同非金屬夾雜物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

  (3)在真空狀態(tài)下,能夠清除液態(tài)熔融金屬中的有害的可溶解氣體和污染物。