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真空感應熔煉爐

感應熔煉

[2013/11/7]

     真空感應熔煉爐大約始于1920年,用于熔煉鎳鉻合金。直到第2次世界大戰,由于真空技術的進步使真空感應熔煉才開始真正發展起來。1926年德國用真空感應爐(容量4t,功率350kw)熔化Co.Ni合金。二戰期間歐美等國家已達到了實用化程度并取得了飛速發展,日本也相繼采用。這種方法多用于熔煉耐熱鋼、軸承鋼、純鐵、鐵鎳合金、不銹鋼等多種金屬材料。這一方法使材料的斷裂強度、高溫韌性、耐氧化性等都得到了改善。由于大型真空抽氣設備(如增壓泵)的出現,真空感應爐也逐步向大型化發展。以美國為例,1969年真空感應爐的容量已達到27.60t的規模。滿足了各種金屬材料工業化生產的要求。西歐各國也在20世紀60年代,將爐子向大型化發展并不斷改進,可在冶煉過程中不破壞真空,在裝料、鑄模準備及澆鑄操作等過程實現連續的或半連續的真空感應熔煉。美國consarc公司和德國ALD是目前國際上最主要的大型真空感應熔煉爐(lu)(lu)制(zhi)造企(qi)業(ye),生(sheng)產的(de)(de)大(da)(da)型(xing)真(zhen)空感應(ying)熔煉爐(lu)(lu)可以(yi)達到30t,甚至更(geng)大(da)(da)。  中(zhong)國(guo)自行生(sheng)產的(de)(de)真(zhen)空感應(ying)熔煉爐(lu)(lu)的(de)(de)容量一般比較小,主(zhu)要為(wei)5-1500kg。2t以(yi)上的(de)(de)大(da)(da)型(xing)感應(ying)爐(lu)(lu)主(zhu)要從德(de)國(guo)、美(mei)國(guo)、日(ri)本(ben)進(jin)(jin)口。20世紀80年(nian)代(dai)初(chu),撫鋼(gang)在國(guo)內(nei)率先(xian)(xian)從德(de)國(guo)引進(jin)(jin)3t/6t大(da)(da)型(xing)真(zhen)空感應(ying)爐(lu)(lu)。從90年(nian)代(dai)以(yi)后國(guo)內(nei)寶鋼(gang)特鋼(gang)、東(dong)北特鋼(gang)和攀長鋼(gang)等(deng)企(qi)業(ye)先(xian)(xian)后從國(guo)外引進(jin)(jin)了大(da)(da)型(xing)真(zhen)空感應(ying)爐(lu)(lu),最大(da)(da)容量為(wei)12t。目(mu)前正(zheng)在引進(jin)(jin)的(de)(de)最大(da)(da)容量為(wei)24t。

    作(zuo)為(wei)(wei)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)設(she)備的(de)(de)(de)(de)一種在鑄鐵熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)和雙聯熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)中已有(you)幾(ji)十年的(de)(de)(de)(de)歷史,我國在制(zhi)造應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)工(gong)頻(pin)爐(lu)(lu)(lu)和中頻(pin)爐(lu)(lu)(lu)方(fang)面也(ye)(ye)有(you)了豐富的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗,在電(dian)(dian)源(yuan)結構、變(bian)頻(pin)技術(shu)、集(ji)成控(kong)制(zhi)、循環(huan)冷卻技術(shu)等諸多(duo)方(fang)面都取得了令人(ren)矚(zhu)目(mu)的(de)(de)(de)(de)進步。采用(yong)(yong)(yong)感應(ying)(ying)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)爐(lu)(lu)(lu)和保溫的(de)(de)(de)(de)廠(chang)家越來越多(duo), 感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)特點:1)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)的(de)(de)(de)(de)感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu),目(mu)前可制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)單(dan)臺容量(liang)(liang)也(ye)(ye)可達到近百噸(dun),能(neng)(neng)滿足大(da)規(gui)模生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)需要。但電(dian)(dian)力(li)裝機容量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)擴大(da)常常是諸多(duo)企(qi)業難于(yu)(yu)逾越的(de)(de)(de)(de)障(zhang)礙。因此,感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)更適合(he)中小規(gui)模的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)。2)感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)可熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)化常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)各(ge)種牌號鋼鐵和有(you)色(se)金屬。僅(jin)就鑄鐵件生(sheng)產(chan)(chan)而言,感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)對(dui)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)適應(ying)(ying)性優于(yu)(yu)沖天爐(lu)(lu)(lu),感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)能(neng)(neng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)多(duo)種高合(he)金鑄鐵,如高鉻鑄鐵。3)感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)是間(jian)斷熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian),間(jian)隔(ge)一段(duan)(duan)時間(jian)提供等于(yu)(yu)爐(lu)(lu)(lu)子容量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵液,對(dui)于(yu)(yu)階段(duan)(duan)工(gong)作(zuo)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)方(fang)式,感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)更適宜。4)對(dui)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)影響:感應(ying)(ying)熔(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)煉(lian)爐(lu)(lu)(lu)煙塵為(wei)(wei)氧化物微細(xi)顆粒;較強的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)磁污染;污染全在廠(chang)房(fang)之內;感應(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)以電(dian)(dian)為(wei)(wei)能(neng)(neng)源(yuan),每(mei)噸(dun)鐵液耗電(dian)(dian)能(neng)(neng)2160MJ(600kWh)左右。

    真空感應熔煉(VIM)是(shi)在(zai)真(zhen)(zhen)空條件下,利用電(dian)磁感應在(zai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬導體內產(chan)生渦流加熱(re)爐料進行熔煉(lian)(lian)(lian)的方法,具有熔煉(lian)(lian)(lian)室(shi)體積(ji)小,抽真(zhen)(zhen)空時間和熔煉(lian)(lian)(lian)周期(qi)短,便于溫(wen)(wen)度壓力控制、可(ke)回收易揮發元素、準確(que)控制合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)成分(fen)等(deng)(deng)特點(dian)(dian)。由于以上(shang)特點(dian)(dian),現在(zai)已發展為特殊鋼、精(jing)密合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、電(dian)熱(re)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、高溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)及(ji)耐蝕(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)等(deng)(deng)特殊合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)生產(chan)的重要(yao)工序之一(yi)。

    感(gan)應熔(rong)煉(lian)是除電(dian)弧(hu)爐以外較重(zhong)要的一種(zhong)電(dian)爐熔(rong)煉(lian)方法。與電(dian)弧(hu)爐相(xiang)比(bi),其特點有:

   (1)電(dian)(dian)磁感應(ying)加熱。由于(yu)加熱方式不(bu)同,感應(ying)爐(lu)沒(mei)有(you)電(dian)(dian)弧(hu)加熱所必須的(de)(de)石墨(mo)電(dian)(dian)極,從而杜(du)絕(jue)了(le)電(dian)(dian)極增碳的(de)(de)可能(neng),因(yin)而可以熔煉(lian)電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)很難熔煉(lian)的(de)(de)含碳量極低(di)的(de)(de)鋼和合(he)金。

   (2)熔(rong)池(chi)中(zhong)存(cun)在一定強(qiang)度的電磁攪拌,可促進鋼水(shui)成分(fen)和(he)溫度均(jun)勻,鋼中(zhong)夾雜合并、長大和(he)上浮。

   (3)熔(rong)(rong)池比表面(mian)(mian)積(ji)小。優點是熔(rong)(rong)煉過程中容易(yi)控(kong)制氣氛,無電弧及(ji)電弧下高(gao)溫區,合金元素燒損少、吸氣少,所以有利于(yu)成分控(kong)制、氣體含量低(di)和縮短熔(rong)(rong)煉時間;缺點是渣(zha)(zha)鋼界(jie)面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)小,再(zai)加(jia)上(shang)熔(rong)(rong)渣(zha)(zha)不能被感應(ying)加(jia)熱,渣(zha)(zha)溫低(di),流(liu)動性差,反應(ying)力低(di),不利于(yu)渣(zha)(zha)鋼界(jie)面(mian)(mian)冶(ye)金反應(ying)的進行特別是脫(tuo)硫、脫(tuo)磷等,因(yin)而對(dui)原材料要求較為(wei)嚴格。

   (4)煙(yan)塵少(shao)對環境污染小。熔煉過程中基本無(wu)火焰,也(ye)無(wu)燃燒(shao)產物。

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