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真空感应熔炼炉的熔炼工艺

编辑:河南酷斯特仪器科技有限公司时间:2021-02-26

真空感应熔炼炉的熔炼工艺

真空感应炉熔炼主要分为装料、熔化、精炼、浇注等几个阶段。

3.1 装料

3.1.1原料要求

(1)准确掌握各种冶炼原材料的化学成分,不允许混乱;

(2)原材料中S、P含显低,低熔点有色金属杂质Pb、Bi、Sn等要低;(3)原材料气体含是要少:

(4)原材料要特别清洁,无锈,无油污:

(5)原材料储存在干燥环境,以免熔炼时带入气体产生喷观:

(6)根据炉子容量大小和电源频率,控制原材料尺寸:

(7)原料可以是返回料,精钢材、纯金属、中间合金。

 

3.1.2料要

真空感应熔炼在真空室内进行,装料与普通感应熔炼有所不同,全部原料分成两部分;一部分直接装入坩埚;一部分装入合金料箱中,以便在熔炼过程中投入焙池。

 

(1)基本材料Fe、NiW、MoCo、V、C等可直接装入坩埚内;

(2)坩埚内温度不均匀,下高上低,原则上难熔金属和量多元素装在高温区

(3)坩埚底部放小块料,以便快速形成熔池,大块料放在坩埚中上部,利于预热和顺利塌料;(4)装料应做到上松下紧,以防熔化过程中上部炉料因卡住或焊接而出现“架桥”;(5)装料时坩埚稍向前倾,上部装料避免平摊放置,向出钢一侧集中

(6)热炉条件下应快速装料,防止感应圈水冷表面凝结水珠,坩埚吸气增多,延长抽气时间,温度降低,影响坩埚寿命。

 

装入合金料箱中的材料主要包括:

  1. 活泼易氧化和微量元素(如AlTCeZ和B等)应在金属液脱氧良好的条件下加入(2)蒸汽压高、易挥发的元素(如Mn)加入时,熔炼室应先充以情性气体Ar,控制炉内气压

    3.2 熔化

    熔化期的主要任务:炉料熔化、去气,去除低焙点有害杂质和非金属夹杂物,使金属液温度当,焙池上真空度符合要求,为精炼创造条件,熔化期在整个冶炼过程中时间长。熔化期关键技术如下:

    (1)真空度

    合炉后,抽至高直空度s10Pa进行送电加热,炉料馆化前保持较高的直空度。馆化期内,恼池由浅渐深,新的金属液面不断视露出来,高直空度,有利干气

     

    (2)供电制度

    熔化初期,由于感应电流的集肤效应,炉料逐层熔化。炉料逐层熔化有利于去气和去除非金属夹杂,因此,熔化期要保持较高真空度和缓慢的熔化速度。需要合理的供电制度,开始熔化时,根据金属炉料的不同特点,逐级增加输入功率,使炉料以适当的速度熔化。若熔化过快,则气体有可能从金属液中急剧析出,引起

     

    (3)熔化期喷溅

    熔化速度过快大块冷料落入熔池,补加料太快或含气过多,金属液温度过高等都会引起熔化期金属液大量喷溅,喷出的金属液大都黏附在坩埚壁上部,形成环形壳,不但损失大量金属材料,严重时还会导致冶炼工作无法进行。如果发生喷溅,可采取降低熔化速度(减小输入功率)或适当提高熔炼室压力(关闭真空阀

     

    3.3精炼

    精炼期的主要任务:脱氧、去气、去除挥发性夹杂、调整温度、调整成分。精炼过程中须控制好精炼温度、真空度、真空时间以及合金化等工艺。

    (1)精炼温度

    高精炼温度有利于碳氧反应及夹杂的分解挥发,但温度过高,会加剧坩埚与金属间的反应、增加合金元素的挥发损失,因此,通常合金钢的精炼温度控制在所炼金属的培点以上100C。

    (2)直空度

    真空度提高促进碳氧反应,随着CO气泡的上浮排出,有利于[H]和[N]的析出、非金属夹杂的上浮、氮化物的分解,微量有害元素的挥发。但过高的真空度会加剧坩埚与金属间的反应、增加合金元素的挥发损失,所以对于大型真空感应炉,精炼期的真空度通常控制在15~150Pa,小型炉控制在10Pa以下。

    (3)真空时间

    金属液内氧含星先降后升,因此,氧含量达到低值的时间,为精炼时间,500kg真空感应熔炼炉精炼时间为50~70min。炉料焙清后,立即加入适量的块状石里或其他高碳材料进行碳氧反应。

    4)合金化

    精炼后期,充分脱氧、去气、挥发夹杂物后,加入活泼金属和微量添加元素,调整成分,进行合金化,加入顺序一般为Al、T、Zr、B、Re、Mg、  Ca做到

    均匀、缓慢,以免产生喷溅,加入后大功率搅拌1-2min,加速合金煊化和分布均匀,由于Mn的挥发性较强,一般在出钢前3-5min加入。

     

    3.4浇注

    钢液的出钢温度、浇注温度关系到成品的冶金质量,浇注时可采用保温帽或绝热板。

    (1)浇注温度

    在浇注和金属凝固过程中,钢液中气体的溢出,夹杂物的上浮,钢液凝固时的补缩,需要钢液有一定的过热度,以保持良好的流动性。但温度过高,柱状品区

     

    量下降,等轴粗品区扩大,夹杂物增多,疏松严重,造成短尺废品。因此,浇注温度一般控制在液相点以上50~80℃.

    (2)带电浇注

    带电浇注的目的:一是在浇注时将浮渣推向坩锅后侧,避免流入钢锭和电极中,二是保持钢液温度均匀,减少温差

  2. 浇注后保持真空

    浇注后不应立即破坏真空,一般在出钢5~15min后再破坏真空,避免红热铸件及坩埚壁附着金属的氧化,减轻下- 炉次的冶炼负担 保证合金质量 可避免

    红热金属的氧化和移动铸模,破坏结晶的正常进行。对于成分复杂的高温合金,浇注后可在真空下冷却,

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