Специализированные производители металлургического оборудования
2024-09-13
Принцип работы и характеристики вакуумной дуговой печи с расходуемым материалом (VAR)
Первая в мире вакуумная дуговая печь с расходуемым материалом была создана в Соединенных Штатах в 1950 году. Вакуумная дуговая печь с расходуемым материалом - это электрическая печь, которая использует энергию электрической дуги для плавки металла в вакуумной камере. Вакуумные дуговые печи с расходуемым материалом в основном используются для плавки активных и тугоплавких металлов, таких как титан, цирконий и молибден, а также для плавки жаропрочной стали, нержавеющей стали, инструментальной стали и подшипниковой стали. В начале 1950-х годов он использовался для переплавки жаропрочных сплавов, продемонстрировав превосходство и став одним из важных средств переплавки жаропрочных сплавов и специальных сталей.
1. Принцип работы вакуумной дуговой печи с расходуемым материалом
Во время образования капель расплава на нижнем конце электрода и процесса падения капель расплава происходят определенные физические и химические реакции, которые могут удалить часть газовых примесей. Технологические характеристики вакуумной дуговой печи с расходуемым материалом заключаются в том, что плавка осуществляется в водоохлаждаемом медном кристаллизаторе, что устраняет недостаток загрязнения металла, вызванный взаимодействием металла с огнеупорными материалами. В то же время расплавленная сталь затвердевает и кристаллизуется при сильном водяном охлаждении с получением однородного, без усадки и плотного слитка. Процесс плавки в вакуумной дуговой печи с плавящимся материалом осуществляется под воздействием дуги низкого напряжения постоянного тока и сильного тока высокой мощности.
Сначала между нижним концом расходуемого электрода и кристаллизатором зажигается дуга, и между нижним концом расходуемого электрода и ванной расплава образуется зона дуговой плазмы. В этой зоне чрезвычайно высокая температура, из-за чего конец расходуемого электрода может расплавиться именно здесь. Поскольку некоторые неметаллические включения в расходуемом электроде, такие как оксиды и нитриды, диссоциируются или удаляются путем восстановления углеродом в условиях вакуума и высокой температуры, достигается цель дальнейшей очистки. Поскольку процесс в вакуумной дуговой печи с расходуемым материалом позволяет удалять газовые и неметаллические включения, а также некоторые вредные примеси с низкой температурой плавления, значительно улучшаются свойства при холодной и горячей обработке, пластичность, механические и физические свойства. В частности, улучшается разница в продольных и поперечных характеристиках, что чрезвычайно важно для обеспечения стабильности, постоянства и надежности свойств материала.
Таким образом, вакуумные дуговые печи обладают следующими характеристиками:
(1) В условиях вакуума между расходуемым электродом и слитком нет шлака или других материалов, поэтому выплавляемый материал не загрязняется во время переплава.
(2) Во время плавки в вакуумной дуговой печи выплавляемый металл непосредственно подвергается воздействию вакуума, поэтому эффект дегазации очень хорош, и такие газы, как водород, азот и кислород, могут быть эффективно удалены.
(3) Во время плавки в вакуумно-дуговой печи неметаллические включения в выплавляемом металле имеют небольшой удельный вес и всегда находятся на поверхности расплавленного металла, что приводит к очень чистой внутренней структуре слитка.
(4) Поскольку слиток охлаждается в медном тигле с водяным охлаждением, скорость охлаждения очень высока, что приводит к однородной внутренней структуре слитка без расслоения.
(5) В условиях вакуума можно добавлять большое количество легирующих добавок, что позволяет выплавлять высококачественную легированную сталь.
(6) Короткое время нарезания резьбы повышает производительность оборудования и снижает производственные затраты.
В настоящее время диапазон производительности вакуумно-дуговых печей составляет от 15 до 200 тонн. Процессы нагрева, дегазации, обработки шлака и корректировки сплавов выполняются непрерывно в вакууме. Полностью закрытая технологическая станция в сочетании с пароструйным вакуумным насосом обеспечивает чистое плавильное оборудование без загрязнения окружающей среды.
English
Russian