3.真空感应炉熔炼-西安建筑科技大学

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特种熔炼

特种熔炼

特种熔炼特种熔炼(special melting)泛指转炉、电弧炉、平炉、感应炉等普通熔炼方法以外的熔炼方法,主要有真空熔炼、等离子熔炼和电渣冶金等,用于制备那些以普通熔炼方法不能或难以熔炼的特殊金属材料。

在特殊钢及合金生产中的作用与地位现代化工业技术的迅速发展,特别是随着海洋开发、航空航天、信息工程、生物工程及能源开发而出现的现代尖端技术的迅速发展,对特殊金属材料(高级合金钢及合金)的品种、质量提出了越来越高的要求。

例如,主要使用于航空发动机、舰艇燃气轮机及某些火箭发动机关键部件(叶片及涡轮盘)的高温合金,除要求承受一定的高温作用外,还要能够在氧化性气氛或燃气条件下长期工作。

为此,它们必须具有特定的组织结构和化学成分,从而获得较高的强度、塑性、韧性、持久性能、疲劳性能、蠕变性能、抗氧化性能、长期组织稳定性及其他力学、物理性能和良好的加工性能,等等。

由于炉外精炼技术的发展,用电炉流程或转炉流程已经能够生产一些以前必须用特种熔炼方法才能生产的品种(例如航空滚珠钢等),但特种熔炼在特殊钢及合金生产中仍然具有十分重要的作用与地位。

特种熔炼主要用于难熔金属、活泼金属、高纯金属及近终形铸件或熔铸件的制备。

(1)难熔金属熔炼。

难熔金属钨、钼、铌、钽、铼的熔点分别为3380℃、2675℃、2468℃、2980℃及3180℃,显然,用转炉、平炉及感应炉熔炼,熔炼温度达不到金属熔点。

电弧炉电弧的温度虽可达4500℃以上,但在大气下熔炼,金属将被严重氧化,也不能用于难熔金属的制备。

难熔金属必须用具有高温热源且在真空或惰性气氛下操作的特种熔炼方法来熔炼。

(2)活泼金属熔炼。

钛、锆等活泼金属及其化合物或合金不能在大气下熔炼,钛还会与坩埚耐火材料作用,故只能用那些在真空条件下及水冷铜结晶器中进行的特种熔炼方法(例如真空电弧重熔或电子束熔炼)来制备,对于像TiAl那样的3金属间化合物,为了保证成分的均匀性,需采用具有感应搅拌的冷坩埚熔炼。

熔炼炉和静置炉的基本要求

熔炼炉和静置炉的基本要求

熔炼炉和静置炉的基本要求[1992]894号“铝加工厂建设标准”和YSJ 011--9l“铝加工厂工艺设计规范”铝合金熔炼炉的主要任务就是高效率的熔化铝锭、废料和其他炉料,配制铝合金。

铝合金熔炼炉的发展史,实际上就是针对存在的问题不断改进提高炉子效率的历史。

对现代铝合金熔炼炉的基本要求是:1)热工性能好。

即熔化速度快,热效率高,单位产量燃料消耗少。

2)操作性能好。

即炉温均匀,炉温、炉压、炉内气氛可以方便调节控制,装料、搅拌便于实现机械化作业,对燃料变化的适应性强。

3)性能价格比高。

即设备占地面积小,单位产量设备投资低、使用寿命长,维修成本低,金属损耗少,使用燃料便宜易得。

4)环保安全。

即设备噪音低,炉子密封性好,排烟好,操作环境好;设备在点火、燃烧、熄火过程中要有可靠的安全保障。

按照建标[1992]894号“铝加工厂建设标准”和YSJ 011--9l“铝加工厂工艺设计规范”的要求,铝及铝合金的熔化,宜采用火焰炉,热效率应大于40%。

容量l5 t及以上的火焰熔化炉宜采用圆形或其他先进炉型,配以换热器,燃烧系统宜采用自动控制。

容量l5 t以下的火焰熔化炉可采用比例控制烧嘴。

静置炉用于接受在熔炼炉中熔炼好的熔体,并在其中进行精炼、静置和调整熔体温度,在铸造过程中对熔体起保温作用。

因此,熔体的最终质量在许多情况下与静置炉的类型和结构有关。

对静置炉的基本要求是:1)炉内水蒸气含量少。

2)熔池内熔体的温差小、保温良好并能准确控制炉温。

3)具有一定的升温能力。

4)容量与熔炼炉相适应。

5)结构简单、操作方便。

按照建标[1992]894号“铝加工厂建设标准”和YSJ 011--91“铝加工厂工艺设计规范的要求,静置炉(保温炉)宜采用电阻炉。

当电源不足或炉子容量较大时,也可采用火焰炉,并应设置炉温自动控制装置。

二、变形铝合金熔炼炉分类和优缺点比较1.熔炼炉的分类常用变形铝合金熔炼炉分类方法很多,按使用热源的种类分,有电炉和燃料炉(燃煤炉、燃油炉、燃气炉)两大类。

感应炉钢中磷快速脱除的研究

感应炉钢中磷快速脱除的研究
中图分类号 :F 0 . TT44 文献标识码 : A
Re e r h o h p d De h0 p 0 i a i n o n u to r a e S e l s a c n t e Ra i p s h rz t0 fI d c i n Fu n c t e
在 2 0—10 o℃ 时为 1 . 0 o 4 2×1 。 0
2 试 验 设 备
21 。 感应 炉
快 速脱磷 试验 在 Z G一0 0 . 1型真 空感 应 炉 上进 行, 本试验实际装料 7k 。 g
( 配料粒度 ( 2 ) 见表 1 。本 试验选用 电熔镁 砂 ) 7% +氧化铝和镁尖 晶石 ( 1 3 M O・ 1 3 , 0 A2 + g A2 ) 0 0 加入约 l 一 %的硼酸以降低烧结温度。 % 3
第3 2卷第 2期
21 00年 4月




V0. 2 N . 13 o 2
A r 2 1 p ., 0 0
GANS U ME LLURGY n
文章编号 :6 24 6 ( 00 0 -0 10 17 -4 1 2 1 )200 - 3
感应 炉 钢 中磷 快 速脱 除 的研 究
鲁 路
西安 705 ) 10 5 ( 西安建筑科技大学 冶金工程学 院,陕西

要: 为提高 电弧炉氧化脱磷速度 , 在理论计算的基础上 , 进行试验研究 。确定 了快 速脱磷 的渣剂 , mn内可脱 3 i
除大于 0 00 .4 %的磷量。 关键词 : 感应炉 ; 铁基合金 ; 快速脱磷
2 11 试验设备的各项主要技术参数 ..
容量 : gS作温度: 70℃; 1 k; 0 E 10 功率 : W; 4 k 0

25公斤真空感应熔炼炉技术方案范文--14-图文

25公斤真空感应熔炼炉技术方案范文--14-图文

25公斤真空感应熔炼炉技术方案范文--14-图文ZG-0.025L周期式真空感应熔炼炉技术一、设备用途ZG-0.025L周期式真空感应电炉是熔炼坩埚封闭在真空室中,利用电磁感应产生的涡流热做热源(电能转换成热能)。

在真空状态下进行高温合金的真空熔炼炼、真空浇铸浇铸,从而得到高质量材料的熔炼设备。

本套电炉用于熔炼铜合金。

主要由炉体、炉盖、合金加料、测温装置、机械搅拌装置、底吹气装置、中频电源、进电装置、倾炉浇铸装置、真空系统、中频电源、电气控制系统、设备冷却系统等构成型号:ZG-0.025L表示:25kg真空感应熔炼炉,立式结构,可控硅中频电源。

二、主要参数1、熔炼炉部分名称单位数值设备总功率千瓦(Kw)100电源电压伏(V)380(三相)电源频率赫(Hz)50额定容量公斤(Kg)25中频电源功率千瓦(Kw)50熔化时间分钟(Min)30-40额定电压(中频输出)伏(V)250-375额定频率赫兹(Hz)2500最高工作温度度(℃)2000(石墨坩埚)工作温度度(℃)1650极限真空度帕(Pa)≦6.67某10-3工作真空度帕(Pa)≦6.67某10-2泄漏率帕/小时(Pa/h)4.0抽真空时间:由大气压力下至工作真空度时间≦10分钟|(热炉)测温方式钨铼热电偶测温+红外线测温坩埚材质适用石墨坩埚、氧化镁坩埚、三氧化二铝坩埚、氧化钙、金属坩埚等模具形式:钢模、石墨模具、水冷模具模具高度:600mm 冷却水循环量:立方米/小时(m/h)12.0设备布局:长4500mm宽3000mm高2500mm3三.ZG-0.025L周期式真空感应熔炼炉的结构ZG-0.025L周期式真空感应熔炼炉主要由:真空熔炼炉体、感应线圈、真空系统、中频电源、电控装置、测温等辅助功能系统、水冷却系统等组成组成。

4.1熔炼炉体:熔炼炉体由主炉盖、炉体、侧开门、炉盖升降移动机构等组成。

4.1.1炉体熔炼炉体内壁为304不锈钢,外壁及加强筋为Q235碳钢,内外炉壁之间通冷却水的双层立式水冷结构,炉体内外壁之间有加强筋,足够刚度和强度,抽负压不会变形,安全可靠。

熔炼实习报告五篇

熔炼实习报告五篇

熔炼实习报告五篇熔炼实习报告篇1熔炼车间是冶炼厂的主要生产车间,车间的主要任务是生产铜阳极板。

熔炼车间处理的铜精矿均为外购铜精矿,利用电炉和合成炉生产冰铜。

电炉主要是由矿热电炉处理焙烧车间生产的焙砂,合成炉主要处理经蒸汽干燥机干燥后的.干精矿,电炉、合成炉产出的冰铜搭配进入转炉进行吹炼,转炉产出的粗铜进入阳极炉精炼,最后由双园盘浇铸系统产出合格的铜阳极板送精炼厂。

在实习期间主要了解了以下几点,现简单介绍如下。

1.冰铜熔炼铜精矿首先熔炼获得冰铜,然后将冰铜吹炼成粗铜。

冰铜熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生产MeS共熔体的方法,又称造锍熔炼。

冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中,而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。

冰铜与炉渣由于性质差别极大而分离。

冰铜熔炼分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼及一步炼铜等。

尽管设备不同,冶炼过程的实质是相同的,都属于氧化熔炼。

高温下,炉料受热后形成低价稳定的化合物,随着形成低熔点共晶组分熔化析出,即形成初冰铜和初渣。

其最终成分的形成是在熔池中完成。

熔炼的主产物冰铜是由Cu2S、FeS组成的合量,其中还溶解了一定数量铁的氧化物和其它硫化物,如Ni3S2、CoS、PbS、ZnS等。

一般Cu+Fe+S占冰铜总量的80%~90%。

炉料中的金银及铂族元素在熔炼过程中几乎全部进入冰铜中。

Se、Te、As、Sb、Bi等元素也部分地溶解在冰铜中。

冰铜品位的选择取决于下列因素:炉料的性质和成分、熔炼特性、经济条件等。

熔炼生精矿时,冰铜品位不能在大范围内变动,但可用预先焙烧来调整,焙烧程度愈大,熔炼时冰铜品位愈高,反之亦然。

冰铜品位越低,吹炼所需时间愈长,吹炼时能耗愈大,炉衬消耗愈快。

实践证明,选择冰铜品位为37~42%较为合理。

但冰铜品位太高也存在一些问题。

(1)冰铜品位高,铜在炉渣中的损失增多。

(2)产生高品位冰铜,需延长精矿的焙烧时间,降低了焙烧的生产率,并增加烟尘产出量。

电磁冶金原理与工艺概述及感应熔炼课件.ppt

电磁冶金原理与工艺概述及感应熔炼课件.ppt

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(1)集肤效应
2024年11月22日
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•透入深度:
2024年11月22日
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炉料表面得到的单位有功功率:
2024年11月22日
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•不同材料在不同频率的透入深度
2024年11月22日
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•电流透入深度的实际意义 电流透入深度影响熔炼效率
2024年11月22日
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炉料尺寸应为电流透入深度的3~6倍
2024年11月22日
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(1)中频电源及供电控制
性能稳定 操作方便 自动化程度高 体积小 维护方便 保证设备安全
2024年11月22日
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•一拖二电源
2024年11月22日
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(2)中频感应炉炉体
•框架 •炉壳 •炉盖 •炉衬 •倾动机构 •感应圈 •磁轭
2024年11月22日
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电磁制动
连续镀锌线的合金化 处理
表面处理
流动控制铸型
连续镀锌线干燥炉
水平磁场 流动控制
锌池加热
制管
离心式流动中间包
钢管电阻焊无缝钢管 热处理
焊接
焊接熔池的静磁场流动 控制
质量控制
感应电流法表面粗糙度 检测,内部夹杂物检测
材料20开24发年11月22强日磁场微观组织的控制
8
•按所施加磁场分类
2024年11月22日
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•方法: 沉淀脱氧,扩散脱氧,真空脱氧
1. 沉淀脱氧:直接向钢液中加入与氧亲和力比
铁亲和力大的元素(脱氧剂),使它夺取溶解于钢中 的氧,生成不溶于钢液的氧化物,上浮进入炉渣 ,从而降低钢中的含氧量,又叫直接脱氧。
x[Me]+y[O]=(MexOy)

熔炼真空炉结构配置说明熔炼真空炉工作原理

熔炼真空炉结构配置说明熔炼真空炉工作原理

熔炼真空炉结构配置说明_熔炼真空炉工作原理潍坊盛阳工业炉专业生产熔炼真空炉,品质高、价格优。

熔炼真空炉是在真空条件下,利用中频感应加热原理,使金属熔化的真空冶炼成套设备。

适用于科研和生产部门对镍基及其特殊钢、合金、高温合金、稀土金属、活泼金属、铜及铜合金、储氢材料、钕铁硼、磁性材料等在真空或保护气氛下进行熔炼和浇铸。

来看一下熔炼真空炉结构配置说明和熔炼真空炉工作原理吧~#详情查看#【熔炼真空炉:价格】#详情查看#【熔炼真空炉:厂家】【熔炼真空炉工作原理】真空感应熔炼设备是利用感应熔炼技术,通过机械结构的配套,将原理实现在实际使用中。

设备通常利用电磁感应原理,将感应线圈,物料放入一个密闭的腔体内部,通过真空抽气系统将容器中的气体抽出,随后,利用电源使电流通过感应线圈,产生感应电动势并在物料内部形成涡流,发热量到达一定程度时,物料便开始熔化。

在熔化过程中,通过设备上的其他配套组件,实现功率控制,温度测定,真空度测定,补充加料等一系列操作,终通过坩埚翻转将液态金属浇注到模具中,形成成金属铸锭,完成冶炼。

真空感应熔炼设备主要结构包括以下几个部分:除了以上组成部分之外,真空熔炼炉还应配备有电源及控制系统和冷却系统,为设备熔化材料提供能量输入,并在关键部位提供一定的冷却,防止系统过热导致结构寿命降低甚至损坏。

对于特定工艺要求的感应熔炼设备,还有相关配套辅助部件,比如传动料车,开关炉门,离心浇注盘,观察窗等等,对于杂质较多的设备,还应配有气体的过滤系统等。

由此可见,一套完整的感应熔炼设备除了必要的组件之外,还可以根据具体的工艺要求,通过加入其他部件的辅助,实现不同的功能,为金属的制备提供便利的条件和实现方式。

熔炼真空炉是在真空条件下先通过感应加热熔化金属,再将液态金属浇筑在模具中得到金属铸锭的熔炼设备。

真空感应炉发展大约开始于1920年,主要用来冶炼镍铬合金。

直到次世界大战促进了真空技术的进步,使得熔炼真空炉的发展起来。

熔炼过程与熔融技术

熔炼过程与熔融技术

03
CHAPTER
熔炼过程的技术细节
电弧炉、感应炉、反射炉、坩埚炉等。
熔炼炉的种类
根据熔炼材料的性质、产量要求、能源供应和环保要求等因素进行选择。
选择依据
VS
对原材料进行质量检查,确保其符合熔炼要求,并进行必要的干燥、破碎、筛分等处理。
配料计算
根据熔炼要求计算所需原材料的种类和数量,并考虑添加适量的熔剂和脱氧剂。
材料性能的改善
环保法规的严格
随着全球环保意识的提高,各国政府对工业生产过程中的环保要求越来越严格,这要求熔炼与熔融技术必须更加环保和高效。
绿色熔炼技术的发展
为了满足环保法规的要求,新型的绿色熔炼技术如电弧炉熔炼、等离子熔炼等正在逐步取代传统的焦炉熔炼和鼓风炉熔炼,这些技术具有更低的能耗和更少的污染物排放。
常用气体保护方法
04
CHAPTER
熔融技术的应用场景与案例
总结词
有色金属工业中,熔融技术用于提取和制备各种有色金属,如铜、铝、锌、锡等。
详细描述
有色金属工业中,各种有色金属的提取和制备过程都需要使用熔融技术。例如,铜、铝等金属的冶炼,通过将矿石或废金属熔化,再通过电解或其他方法提取纯金属。此外,在制备各种有色合金的过程中,也需要使用熔融技术。
热力学原理
动力学原理在熔炼过程中也起着重要作用,它决定了金属或合金在熔融状态下组分的均匀混合、杂质的去除速度等。通过控制熔炼温度和搅拌速度等参数,可以加速或减缓这些过程。
动力学原理
02
CHAPTER
熔融技术概述
熔融技术是一种将固体物质加热至熔化,然后进行冷却、凝固以获得所需材料或产品的过程。
熔融技术是材料制备和加工领域中的重要技术之一,广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、化学工程等领域,对于材料科学和工程的发展具有重要意义。
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பைடு நூலகம்
3.1.3 真空感应炉熔炼的特点
不同熔炼方法生产的SAE4340钢中气体含量
冶炼方法 炉料 电弧炉 非真空感应炉 真空感应炉 w[O]/% 0.0251 0.0031 0.0030 0.0003 W[H]/% 0.00018 0.00017 0.00010 0.00001 W[N]/% 0.0029 0.0039 0.0053 0.0005
3
真空感应炉熔炼设备
4
ALD生产实验室用真空感应熔炼炉
基本设备为单室系统,含有一个可倾倒坩埚、一个垂直铸模室、一 个真空泵装置和一个冶炼电源。
冷坩埚 熔炼炉
从图看出,除了坩埚和炉体外,其他部分都与真空感应炉相同。冷 坩埚采用铜合金制成,中间通水冷却,坩埚直径可以从0.06m到 lm,高度可达2.5m。整个冷坩埚是由数个中间带通水孔的矩形体 组成,这样增加了坩埚内矩形体之间的电阻,减少铜合金坩埚感应 产生环流。
抽真空时间和熔炼周期短,便于温度压力控制、易 于回收易挥发元素和成分控制准确等特点; 自1988年出现以来,被发达国家列为大型真空 感应炉的重点选择对象。
2
3.1 概述
3.1.1 真空感应炉设备
真空感应炉设备按照作业方式分为:间歇式炉子、半连续 和连续式作业的炉子。 真空感应炉配套的设备可以分为电源及电气控制系统、 炉体、真空系统、水冷系统。见下图:
(2)装料要求
下层紧密,上层较松,防止架桥; 根据金属料物化特性装在不同温度分布区域;
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3.3.2 熔化期
当装料完毕后,封闭真空室,开始抽真空。 当真空室压力达到0.67Pa时,便可送电加热炉料。 考虑到炉料在熔化过程中的放气作用,熔化初期不要求 输入最大功率。而是根据炉料的放气情况,逐渐增大 功率,避免大量放气造成喷溅。 当出现剧烈沸腾或喷溅时,可采取减少输入功率或适 当提高熔炼室压力的办法加以控制。 熔池熔清的标志是:熔池表面平静,无气泡逸出。可 转入精炼期。
VIDP炉可配置3个炉体,作业中一个熔炼,一个接受预热,另 一个制备坩埚炉衬,缩短了生产周期,提高了生产率 。
1999年安装在英国ross & catherall公司的8tVIDP炉,熔炼 室左侧是常规圆棒铸锭室,右侧安装水平连铸机。 高质量的高温合金或特种钢、临界铜合金和无氧铜。
3.1 概述
西安建筑科技大学 特种冶炼精品课程
3. 真空感应炉熔炼
冶金工程学院 主讲人:崔雅茹 李小明
3.1 概述
真空感应熔炼(vacuum induction melting,简称 VIM),是在真空条件下,利用电磁感应在金属导 体内产生涡流加热炉料来进行熔炼的方法。
新型真空感应脱气浇注VIDP,具有熔炼体积小,
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真空系统原理图
3.1.3真空感应炉熔炼的特点
产品的气体含量低、纯洁度高; 能精确控制产品成分的含量; 对原材料的适应性强; 可在真空条件下浇注成锭,也可浇注成复杂形状的铸件;
所存在的问题:
熔炼过程中,熔融金属长时间地与坩埚耐火材料接触,存 在耐火材料玷污金属的问题; 其次在熔炼的金属液的凝固也和一般的浇注方法没大区别, 存在疏松偏析等缺陷。
真空感应炉
0.006~0.010 0.006 0.003~0.010
Cr10Ni65W5Mo5VAl2
0.012 0.006~0.010
0.0046 0.005~0.010
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3.2 真空熔炼的理论基础
真空下的碳脱氧
真空下碳的脱氧能力随着真空度的提高而大幅度增加。 1600℃条件下 ,当真空度为10-3atm时,碳的脱氧能力已 经超过铝;当系统 真空度为10-5atm 时,碳的脱氧能力 是大气条件下的105倍; 真空下主要利用碳脱氧;
3.1.2 真空感应炉的电源
对真空感应炉的电源有如下要求:
(1)感应器端的电位低; (2)防止高次谐波进入负载电路; (3)震荡回路的电流大;
10
3.1.2 真空感应炉的炉体结构
常规真空感应炉基本结构按照炉体的启闭形式, 可分为单室立式炉和两室卧室炉。 真空感应炉的炉体部分:炉壳、感应器、坩埚、 倾炉机构、浇注系统、真空系统、水冷系统和送 电装置。 炉体上安装有装料、捣料测温、取样等附属装 置。 真空感应炉的最大特点是:冶炼和浇注过程在 炉壳内进行;
气体在钢中的溶解及其影响因素
双原子气体分子在熔融金属中的溶解度与气氛中气体的 分压力的平方根成正比;因而真空度越高,气体在金属 中溶解度越低;
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在1600℃、PH2=100Kpa条件下, 合金元素对氢在熔融铁中的溶解 度的影响)
在1600℃、PN2=100Kpa条件下,合 金元素对氮在熔融铁中溶解度的影响
(H2、N2的溶解度单位是质量百分比)
3.3真空感应炉冶炼工艺过程
整个周期可分为以下几个阶段: 装料 ; 送电熔化; 精炼; 合金化:成分的调整 ; 出钢浇注;
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3.3.1 装料 (1)原料要求
入炉料的化学成分要准确; 金属料清洁干燥、无油、少锈; 合适的料块尺寸; 干燥处存放;
VIM-VCC
在惰性气体中利用 垂直连续铸造技术 进行真空感应熔炼; 防止铸造的线材、 棒材或条材的表面 发生氧化 ;
带有真空倾炉装置的VIDP熔炉
88年德国ALD公司的前身莱 宝-海拉斯(Leyboldheraeus) 公司开始制造 VIDP炉。 其技术核心是一个与感应圈 坩埚一体的、紧凑体积的真 空熔炼室。 它只比感应圈大一点,仅含 感应圈和坩埚。电缆和水冷 管线以及液压倾转机构都安 装在熔炼室外。 可延伸至在真空或保护气体 中进行熔炼和铸造。
40CrNiMo(SAE4340),(C:0.42%;Mn:0.76%;Cr:0.77%;
Ni:1.67%;Mo:0.20%)
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3.1.3 真空感应炉熔炼的特点
不同熔炼方法生产的钢与合金中夹杂物含量
钢与合金
Cr20 Cr16Ni25W5AlTi2 氧化物夹杂/%
非真空感应炉
0.034~0.044 0.034 0.013~0.044
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3.3.3 精炼期
主要任务:提高液态金属的纯洁度及进行合金化;
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