真空感應(yīng)爐熔煉工藝

真空感應(yīng)爐熔煉工藝真空感應(yīng)熔煉〔VIM〕是在真空條件下，利用電磁感應(yīng)在金屬空時間和熔煉周期短，便于溫度壓力掌握、可回收易揮發(fā)元素、準(zhǔn)確掌握合金成分等特點。由于以上特點，現(xiàn)在已進(jìn)展為特別鋼、周密合1、根本原理：真空感應(yīng)熔煉的兩個根本原理應(yīng)用是：感應(yīng)加熱和真空環(huán)境。感應(yīng)熔煉是除電弧爐以外較重要的一種電爐熔煉方法。與電弧爐相比，其特點有：電磁感應(yīng)加熱。由于加熱方式不同，感應(yīng)爐沒有電弧加熱所很難熔煉的含碳量極低的鋼和合金。熔池中存在肯定強(qiáng)度的電磁攪拌，可促進(jìn)鋼水成分和溫度均勻，鋼中夾雜合并、長大和上浮。熔池比外表積小。優(yōu)點是熔煉過程中簡潔掌握氣氛，無電弧及電弧下高溫區(qū)，合金元素?zé)龘p少、吸氣少，所以有利于成分掌握、能被感應(yīng)加熱，渣溫低，流淌性差，反響力低，不利于渣鋼界面冶金反響的進(jìn)展，特別是脫硫、脫磷等，因而對原材料要求較為嚴(yán)格。感應(yīng)加熱的原理：感應(yīng)加熱原理主要依據(jù)兩則電學(xué)根本定律：一是法拉第電磁感應(yīng)定律：E=B·L·v·sin∠(v·B)E:導(dǎo)體兩端所感應(yīng)的電勢；B:磁感應(yīng)強(qiáng)度；v:相對速度；∠(v·B):磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與速度方向之間的夾角。f在感應(yīng)圈所包圍的空間和四周產(chǎn)生一個交變磁場，該交變磁場的極性、磁感應(yīng)強(qiáng)度與交變頻率隨著產(chǎn)生該交變磁場的交變電流而變化。了切割磁力線的相對運(yùn)動。因此，在金屬爐料中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其大小通常以下式確定：E=4.44Ф·f·nWb；f:交變電流的頻率，Hz；n:爐料所形成回路的匝數(shù)，通常n=1。二是焦耳-楞茨定律：的能量將以熱能的形式放出。這就是電流的熱效應(yīng)：Q=I2RtQ:J；I:電流強(qiáng)度，A；R:導(dǎo)體電阻，Ω；t:導(dǎo)體通電時間，s。I=4.4Ф·f/R:金屬爐料Ω熱量，使?fàn)t料被加熱。真空冶金的原理：影響一個化學(xué)反響的外部因素主要是：溫度、濃度和壓力。真空冶金就是通過轉(zhuǎn)變外界壓力對冶金過程中諸多化學(xué)反響中有氣相參〔即增加真空度〕則可以使平衡反響向著中發(fā)生的反響屬于此類：真空下的碳脫氧反響：〔C〕+〔O〕→CO↑真空下的脫氣反響： 〔H〕→H↑22金屬中元素的揮發(fā)： →Me↑(1)在真空環(huán)境下，碳的行為很有意思。在常壓下，碳的脫氧力量〔一般條件下，當(dāng)鋼中〔C〕=0.20%，與之平衡的〔O〕=0.01%，當(dāng)鋼中〔CO〕還要上升，而現(xiàn)今有些特別用途的鋼0.01%，因而在一般條件下僅用碳來脫氧是達(dá)不到脫氧要求的。碳氧反響的平衡常數(shù)為：K=P

/(a·aP/(〔%C·f〔%O·fCO c O CO C O%C〔%O〕=P/KCOKCO低爐內(nèi)的P

C〔%O〕的數(shù)值也會同時降低，即在真空條件下，CO0.1atm133.322Pa液體內(nèi)部假設(shè)要形成CO氣泡，那么CO小爐氣壓力〔即增加真空度〕是不夠的，此時限制碳脫氧的主要因素是外表張力和靜壓力。如: MnO+〔C〕→〔Mn〕+CO↑SiO

+2〔C〕→〔Si〕+2CO↑2AlO+3〔C〕→2〔Al〕+3CO↑23的精煉期，此時熔池處于高溫、高真空下，爐襯中的氧化物及雜質(zhì)會分解并與碳發(fā)生復(fù)原反響。因而坩堝材料的選擇很重要。CC真空下的脫氣：體在金屬中的溶解度與氣體分壓力的平方根成正比。

√PH H2

√PN N2真空下雜質(zhì)及合金元素的揮發(fā)：在真空條件下，金屬中某些蒸氣壓較高的元素，當(dāng)熔室內(nèi)壓力而應(yīng)合理制定工藝制度，促進(jìn)雜質(zhì)的揮發(fā)、削減有用元素的揮發(fā)。500kg真空感應(yīng)爐1、真空系統(tǒng)2、加料系統(tǒng)3、感應(yīng)線圈4、坩堝5、電源6、錠模車2、真空感應(yīng)爐熔煉的工藝過程：個周期可分為以下幾個主要階段，即裝料、熔化、精煉、澆注。裝料：真空感應(yīng)爐所用爐料一般都是經(jīng)過外表除銹和油污后的高純原料，有的合金元素還以純金屬形式參加。嚴(yán)禁承受潮濕的爐料，以免帶入氣體和在熔煉時產(chǎn)生噴濺。裝料時，應(yīng)做到上松下緊，以防熔化爐底鋪墊一層細(xì)小的輕料；高熔點不易氧化的爐料應(yīng)裝在坩堝的中、發(fā)的元素參加時，熔煉室應(yīng)先充以惰性氣體Ar為好。熔化期：裝料完畢后，應(yīng)開頭抽真空。當(dāng)真空室壓強(qiáng)到達(dá)0.67Pa時，便可率，而是依據(jù)金屬爐料的不同特點，逐級增加輸入功率，使?fàn)t料以適當(dāng)?shù)乃俣热刍＜僭O(shè)熔化過快，則氣體有可能從金屬液中急劇析出，這將會引起熔池的猛烈沸騰，甚至產(chǎn)生噴濺。假設(shè)發(fā)生噴濺，可實行降低熔化速度〔減小輸入功率〕或適當(dāng)提高熔煉室壓力〔關(guān)閉真空閥門或充入肯定量的惰性氣體其次次爐料應(yīng)在坩堝爐料熔化70%~80%時參加，并等到補(bǔ)加料開頭發(fā)紅后再提高輸入功率，以免冷料突然參加而放出大量氣體產(chǎn)生噴濺。當(dāng)金屬全部熔化，熔池外表無氣泡逸出時，熔煉進(jìn)入精煉期。精煉期：精煉期的主要任務(wù)是：脫氧、去氣、去除揮發(fā)性夾雜、調(diào)整溫度、調(diào)時間等工藝參數(shù)。a但溫度過高會加劇坩堝與金屬間的反響、增加合金元素的揮發(fā)損失，100℃。b、真空度：真空度提高將促進(jìn)碳氧反響，隨著CO氣泡的上浮排出，有利于〔H〕和〔N〕的析出、非金屬夾雜的上浮、氮化物的分應(yīng)、增加合金元素的揮發(fā)損失，所以對于大型真空感應(yīng)爐，精煉期的15~150Pa0.1~1Pa。c、真空下保持時間：金屬液內(nèi)氧含量是先降后升的，所以當(dāng)氧含量到達(dá)最低值的時間就是精煉時間，500kg的爐子精煉時間為50~70min。爐料熔清后，應(yīng)馬上參加適量的塊狀石墨或其他高碳材料進(jìn)展碳氧反響。精煉后期，充分脫氧、去氣、揮發(fā)夾雜物時，參加活潑金屬和微量添加元素，調(diào)整成分，參加挨次一般為Al、Ti、Zr、B、Re、Mg、Ca，應(yīng)做到均勻、緩慢，