真空冶金装置(四)——真空感应炉

真空感应熔炼炉是利用电磁感应加热方法,将坩埚封闭于真空室中,在真空状态下进行金属与合金的冶炼生产。真空感应加热作为一种新的热源,用途广泛,如钎焊、烧结、透热及真空冶炼,真空脱气,真空退火,真空蒸镀等。作为真空感应熔炼方法,其优点多,如冶炼材料成分准确、分布均匀、合金收得率高、加热速度快、效率高、生产劳动条件好等。它在各种真空冶金方法中有独到之处。一、概述 1.真空感应熔炼方法的特点评价一种设备或一种方法,可有很多标准,但主要的是使用性能。真空感应熔炼方法的特点有: (1)在真空感应炉内熔炼的金属与合金材料,从熔化完了直到最后浇注,始终整体保持“全液体状态”。在熔炼材料整体保持全液体状态下,就可能做到随时补充添加合金元     

用中空阴极等离子束熔炼稀有及难熔金属

一、中空阴极等离子束熔炼 的基本原理 在熔炼稀有和难熔金属及它们的合金时,为了避免氧化及坩涡材料的污染而采用冷模熔炼技术,高真空电子束熔炼及真空自耗电极电弧熔炼得到了广泛应用。 六十年代又出现了一种利用中空阴极放电形成等离子束做热源的真空冷模熔炼技术[1、2]。它的基本原理是:一个抽成真空的炉室内,上下相对地安置一个由难熔金属管(一般用担管)制作的阴极以及一个由水冷铜模做的阳极,使二极分别连到一个大电流低电压直流电源的负极和正极板上;在水冷阳极模上置有待熔化的金属;当炉室被真空泵抽至 1×10-3托或更低的压力时,经…     

一种电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置研制

电子束熔炼具有高真空、高能量密度、可精准控制等特点,被广泛应用于难熔金属行业。本文依托核工业理化工程研究院电子枪技术和LT102真空装置,设计研制了一套难熔金属电子束熔炼用供料、熔铸拖锭装置。主要阐述了供料、熔铸拖锭装置的设计技术要求,针对难熔金属进行了熔炼功率计算,并对结构设计功能进行了详细介绍。所研制的供料装置具有多工位、换料功能,拖锭装置具备水冷、下拉、旋转功能。最终装配测试的供料、熔铸拖锭装置性能满足设计要求,整体熔炼实验中设备运行良好。     

真空熔铸工艺对铜铬合金组织与性能的影响

为减少熔炼时合金元素的烧损,采用真空感应熔炼工艺制备了低铬铜铬合金.通过扫描电镜、光学显微镜和能谱分析等手段,研究了真空环境下不同浇注工艺对合金铸锭组织、缩孔及成分偏析的影响.研究结果表明:利用真空直接加铬炼制低铬铜铬合金,采用合适的熔炼和浇注工艺,可以较精确控制合金成分;在低的浇注温度和大冷却速度下可以获得几乎无宏观偏析,铸造缺陷很少的铜铬合金铸件;铸件500℃退火3 h后,硬度可达141HV,电导率提高到86%IACS.     

日本真空脱气情况

一、概况 在日本在钢厂中,采用真空脱气法改进钢质量还是比较广泛的。据不完全统计,目前日本有17个公司的18个工厂中设有大型的真空脱气设备。一次可以处理1吨到250吨钢水。 在日本采用真空脱气的方法计有: (1)提升脱气法; (2)真空铸锭, (3)钢液注流脱气法; (4)盛钢桶真空处理; (5)循环脱气法。 据我们了解,在日本的大型真空脱气的设备主要是用来作真空铸锭(50 吨以上)。提升脱气法在日本只有八帆制铁采用,该设备是西德专利,容量为80 吨的盛钢桶采用此法,须要进行处理18分钟,钢水温度下降约80℃。富士制铁有循环脱气的设备,真空倒包处理(注…     

关于真空自耗电极凝壳熔铸炉采用石墨作衬里坩埚的探讨

一、前言 真空自耗电极凝壳熔铸炉,是一种新型的熔炼设备。它不仅能在真空条件下熔炼高熔点的金属或活性金属,而且最为突出的是保持了被熔炼金属不与其它杂质发生化学反应,使之不受污染。同时也能够在同一真空容器(炉体)内,浇铸成型。因此,它已经成为发展钛合金铸件的必须的设备了。 钛属于活性金属。在600～700℃时氧就向钛中扩散。当钛中含氧量达到0.25%时,钛的延伸率就会降低一倍;含氧量超过0.7%时,钛就失去了塑性变形的性能。 钛在800℃以上时与氮发生化学反应,而生成氨化铁(TiN2),使钛变脆。 钛与氢的反应最为剧烈,在700～800℃时吸收…     

热熔炉温度为何越测越低

一、问题提出测量仪表有两种：一种为便携式数显表;另一种为现场数显温度仪并外联大屏幕显示仪表。两种显示均采用同一种测量传感器。笔者在市郊某机械配件生产厂浇铸工段碰到该工段采用电加热熔炼,当钢水达到工艺温度要求时放料浇注。生产时,当炉温接近出料温度时,当班工人按生产工艺要求,     

真空冶金新进展

对真空冶金,包括真空熔炼（真空脱气浇注、冷坩埚熔炼、真空双电极电弧重熔、真空电渣炉、高压电渣熔炼、多功能电子束炉）以及真空炉外精炼（吹氧循环脱气、不锈钢真空转炉精炼）的近期进展作了综述,并对发展方向予以评说。     

真空冶金装置(一) 第一讲 真空电阻炉

金属材料的真空冶炼及其真空处理,使用有各种类型的炉子。如真空电阻炉、真空感应炉、真空电孤炉、电子束炉等等。这个讲座,着重于真空冶金电炉设计的简要叙述。真空电阻炉是真空熔炼、真空热处理的一种主要设备。利用导体电阻热产生高温而加热炉料(或工件)的装置称为电阻炉。若炉膛内处于真空状态下加热,即称为真空电阻炉。真空电阻炉在二次大战后时期,主要用于钛、钽、锆等活泼、难熔金属或某些磁性、电工合金的光亮退火和真空除气,也用于某些材料的真空焊接、钎焊和扩散焊。到目前,真空电阻炉的应用范围扩大了,还用于真空淬火和回火、渗碳和离子渗碳等工艺中。当然,电阻     

真空浇注过程中高温合金锭表面气孔产生原因分析

通过对真空感应熔炼工艺生产的高温合金锭表面气孔缺陷进行组织观察，对钢锭模内附着物进行热重分析，研究了真空感应熔炼高温合金锭表面气孔缺陷的形成机理。结果表明，真空浇注期间，钢锭模内壁附着的少量铁锈(Fe₂O₃)会在高温作用下分解为Fe₃O₄，并在此过程中发生放气，产生的气体在高温下膨胀是导致合金锭表面孔洞缺陷的主要原因。     

铀的凝壳炉熔炼

前言 1958年日本真空技术公司领到日本政府原子能补助金,作者们做了凝壳熔炼炉的研究。下面是研究报告。 作为真空熔炼炉的感应加热炉以及使用水冷铜铸型的电弧熔炼炉,业经脱离了研究范围,而在工业方面已达到了技术成熟的生产阶段。 凝壳熔炼炉是两者的组合型,随着两者的完成而获得了发展,这种熔炼法是把在真空或惰性气体环境中进行电弧熔炼的金属,不使其在坩埚中凝固,而向铸型中进行浇注与铸造。 凝壳熔炼炉的优点是: (a)由于不论是使用水冷铜坩埚,或是内衬耐火材料的坩埚(耐火材料主要使用石墨,但也使用MgOAl2O3ZrO2),都能生成凝壳,所…     

钢的部分真空处理装置用热电偶保护管

在我国(指苏联,下同——译注)广泛采用炉外精炼钢的方法,马格尼托戈尔斯克冶金公司在一九七三年至一九七五年已掌握西德钢包中部分真空处理钢水的装置。掌握这套装置就需要利用国产的制品连续控制真空装置中气体温度和钢包中钢水温度。所有的耐火材料制品,其中包括热电偶的测温头与保护管均由西德少量供给。在间断测量钢水温度的情况下,制造     

热的探讨及冷却系统的设计(日本JVE公司22吨真空电弧炉设计计算书)

一、设计上的参考数据 日本真空技术公司曾进行凝壳熔炼,故有水冷铜铸型内部热收支及铸型铜壁的实验值。本设计以此为参考。 (1—a)凝壳坩埚的热收支 图1是熔炼结束前的坩埚内部状态。由8000安培下进行熔炼的钢水面2时深处,钢水直接与铜硅接触(或通过极薄的凝壳与铜壁接触)。钢水直接与铜壁接触部分的热损失为: q1=钢水在坩埚上产生的热损失(Q) 一通过凝壳时所产生的热损失(q2) 一向坩埚上部进行幅射所产生的热 损失(q3)。 =96000—11400—4520=80090 仟卡/小时 (Q是根据“冷却水量×冷却水上升温度”而算出来的)因此可以认为,全部热损失的…     

钢水真空脱气及炉外精炼技术的回顾与评述

随着对钢材的机械性能、纯度和化学成分要求的不断提升,钢水真空脱气和炉外精炼技术作为真空冶金技术领域一个重要的分支,逐渐衍生并发展起来,强化了特殊钢产品的冶炼过程,达到了提高质量和降低功耗的效果,丰富了产品品种。本文系统回顾了20世纪发展起来的若干种钢水真空脱气方法以及钢水真空炉外精炼技术的研究概况、特点及应用,着重阐述了真空提升脱气法(DH法)和真空循环脱气法(RH法)的原理和技术方案。可以得知,真空脱气技术有效降低了钢材氢含量、提高了钢的纯度;而炉外精炼技术将脱硫、脱氧、脱气、去除金属夹杂物及调整成分的过程,转移到钢包或其他专业容器中进行冶炼,通过实现搅拌、脱气、加热、真空和合金化等过程,有效提升了钢材冶炼的质量和实现降耗减排的目的。     

真空冶金装置(三)一真空电弧熔炼

真空电弧熔炼是在低于大气压强下用电弧加热熔炼金属或合金的工艺过程。与普通电弧熔炼相比,它有许多优点。例如,在熔炼中避开了大气的污染,也没有耐火材料炉衬的不良作用;相反,低压促进了去除有害气体和杂质,改善了纯洁度,提高了金属或合金的性能。自从1905年Bolton博士利用氩气电弧熔炼出金属钽以来,经历了漫长的真空电弧熔炼的试验阶段,直到50年代达到工业生产规模。这以后发展较快,德、美、英、日等各国利     

钛及活性金属的一种新型熔铸技术：感应凝壳熔炼（ISM）

钛及活性金属的一种新型熔铸技术——感应凝壳熔炼（ＩＳＭ）赵成修（机械工业部沈阳真空技术研究所）一、钛的真空电弧熔铸局限性及感应凝壳熔炼的开发钛及一些其它活性金属只能在真空或氩气保护下进行熔铸。电子束、等离子体、电弧可做为其熔炼热源，而真空电弧（ＶＡＲ...     

新型真空熔化定向凝固装置原理研究

对真空感应熔炼与双区加热结合在一起的定向凝固装置进行了可行性研究，并研制出了一套新型真空熔化定向凝固装置，该装置兼有熔炼和定向凝固的功能，熔炼好的合金液能自动底注到定向炉内的型壳中，定向凝固部分采用了先进了双区加热技术，定向凝固结晶生长速率能在很大范围内调节。     

钒合金真空精炼过程杂质元素去除研究

核能用钒合金要求纯净度极高,一般都要进行真空熔炼去杂质,但目前对钒合金真空熔炼去杂质的条件和机制还不很清楚。为此,本文对钒合金真空熔炼过程杂质元素的去除机制和热力学条件进行了较全面的理论计算和实验数据对比分析,结果表明:钒合金真空熔炼过程中,Al、Fe、Cr、Cu、Ni、Si、Ca、Ti等金属杂质元素都能以金属蒸汽的形式挥发去除;合金中的氧能够以碳氧化物或低价金属氧化物VO(g)、AlO(g)、Al_2O(g)、TiO(g)、SiO(g))形式除去;合金中氢的除去效果也比较好,但合金中的氮则基本不能通过真空熔炼除去。     

冶金法提纯工业硅的研究

以冶金级硅为原料进行了制备高纯多晶硅锭的研究,自行设计了真空感应熔炼与定向凝固设备、电子束熔炼设备.通过酸洗、真空感应熔炼与第一次定向凝固、电子束熔炼、真空感应熔炼与第二次定向凝固等组合步骤对工业硅进行提纯.利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)进行成分分析,实验结果表明,定向凝固有效去除了金属杂质,电子束对蒸汽压高的元素,尤其是磷元素的去除作用明显.Al的浓度降低到了0.4×10~(-6),Fe、Ca、Ti、Mn、Cu、Zn等金属杂质的浓度降到了0.1×10~(-6)以下,P含量降低到1.5×10~(-6).     

国外真空镀膜技术的发展和应用──出席第七届国际真空冶金会议专题报告

第七届国际真空冶金和冶金镀膜会议于1982年11月26日──11月30日在东京经团联会馆举行。参加会议的有美国、苏联、西德、英国、日本等16个国家,共362人。中国出席这次会议共 9人,其中机械部3人、冶金部5人、科学院1人。会议发表论文共183篇,涉及内容十分广泛,本文就是这次会议有关真空镀膜的综述。 所谓真空镀膜就是指在真空或真空的可控气氛下将金属或金属化合物沉积到基体的表面上。从技术观点来看,目前的真空镀膜基本上可分为热蒸发、溅射、离子镀和等离子体化学汽相沉积(PCVD)四种(图1)。热蒸发和溅射早在40年代就开始应用于光学工业…