真空感应熔炼炉的熔炼工艺
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:
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
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，
