真空電弧爐里熔煉鈦含氧高

真空電弧爐的定義

　　電弧是氣體的一種弧光放電。氣體弧光放電表現(xiàn)為極間電壓很低，但通過氣體的電流卻很大，有耀眼的白光，弧區(qū)溫度很高(約5000k)。巨大的電流密度來自于陰極的熱電子發(fā)射，以及電子的自發(fā)射，即在陰極附近有正離子層，形成強大的電場，使陰極自動發(fā)射電子。大量電子在極間碰撞氣態(tài)分子使之電離，產(chǎn)生更大量的正離子和二次電子，在電場作用下，分別撞擊陰極和陽極，結(jié)果獲得高溫。陰極因電子發(fā)射用去部分能量，所以溫度低于陽極。極間也因部分正離子與電子復合放熱而產(chǎn)生高溫。電弧爐即是用這種原理熔煉金屬的工業(yè)爐.在真空環(huán)境下的電弧爐就是真空電弧爐.真空電弧熔煉采用大電流低電壓，屬于短弧操作，。一般電弧電壓為22～65V，對應(yīng)弧長為20～50mm(后者為大錠)。從1839年熔煉白金絲實驗成功以來，在以后的一百多年人們開始研究難熔金屬的熔煉。1953年真空電弧爐才正式用到工業(yè)上。直到1956年，美國和歐洲許多國家還在用非自耗爐熔煉鈦，1955年開始用自耗爐煉鋼。1960年左右自耗爐生產(chǎn)的錠重已達30多噸，初具規(guī)模。目前發(fā)展的情況可以用美國康撒克公司制造的真空自耗爐為代表。為了提高生產(chǎn)率和設(shè)備的利用率，兩臺爐子共用一套主電源、真空系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。

　　在真空狀態(tài)下對工件(或材料)進行熱處理，可提高工、模具的使用壽命，無氧化、無脫炭、表面光亮、變形小、節(jié)省能源無公害，并改變機械性能和冶金性能等優(yōu)點。

電弧爐原理

　　電弧爐分為三類，三類的工作原理如下：

　　第一類是直接加熱式，電弧發(fā)生在專用電極棒和被熔煉的爐料之間，爐料直接受到電弧熱。主要用于煉鋼，其次也用于熔煉鐵、銅、耐火材料、精煉鋼液等。

　　第二類是間接加熱式，電弧發(fā)生在兩根專用電極棒之間，爐料受到電弧的輻射熱，用于熔煉銅、銅合金等。這種爐子噪聲大，熔煉質(zhì)量差，已逐漸被其它爐類所取代。

　　第三類稱為礦熱爐，是以高電阻率的礦石為原料，在工作過程中電極的下部一般是埋在爐料里面的。其加熱原理是：既利用電流通過爐料時，爐料電阻產(chǎn)生的熱量，同時也利用了電極和爐料間的電弧產(chǎn)生的熱量。所以又稱為電弧電阻爐。

　　電弧爐(electric arc furnace)利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦

鈦合金熔煉有精煉的說法嗎?

　　工業(yè)上應(yīng)用的大多數(shù)是自耗爐。真空電弧爐用于熔煉特殊鋼、活潑的和難熔的工作溫度可高達20000度;用于熔煉特殊鋼、鈦和鈦合金、超導材料等。

鈦合金及鈦目前最常用的一種熔煉方法是哪種?

　　真空自耗電弧爐熔煉法(簡稱VAR法)

　　隨著真空技術(shù)的發(fā)展和計算機的應(yīng)用，VAR法很快成為鈦的成熟的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，今天的鈦及其合金鑄錠絕大部分是使用此方法生產(chǎn)的。VAR法顯著特點是功率消耗低、熔化速度高和良 好的質(zhì)量重現(xiàn)性，VAR法熔煉的鑄錠具有良好的結(jié)晶組織和均勻的化學成分。通常，成品鑄錠應(yīng)由VAR法熔煉制得. 至少要經(jīng)過兩次重熔。用VAR法生產(chǎn)鈦鑄錠，世界各國生產(chǎn)廠家使用的工藝基本相似，差別在于使用不同的電極制備方式和設(shè)備.電極制備可分為三大類，一是采用按份加料連續(xù)壓制的整體電極，排除了電 極焊接工序：二是單塊電極壓制，拼焊成自耗電極。并通過等離子氬弧焊或真空焊焊接成一體;三是利用其它熔煉法制備鑄造電極。

　　現(xiàn)代先進的VAR爐的技術(shù)特點和優(yōu)勢：

　　(1)全同軸功率輸入，也就是說整個爐體高度上的完全同軸性，稱 同軸供電’，減少偏析現(xiàn)象的產(chǎn)生;

　　(2)坩堝內(nèi)電?？稍赬 軸向/Y軸向上微調(diào);

　　(3)具有精確的電極稱重系統(tǒng)，熔煉速率得到自動控制，實現(xiàn)了恒速熔煉’。保證了熔煉質(zhì)量;

　　(4)保證每次熔煉的重復性和一致性;

　　(5)靈活性，即一臺爐子能夠生產(chǎn)多種錠型以及鑄錠的 大型化，可大幅度提高生產(chǎn)率;

　　(6)具有良好的經(jīng)濟性。“同軸供電”方式可以避免因坩堝供給電流不平衡所造成的磁偏漏.減弱或消除感應(yīng)磁場對熔煉產(chǎn)品的不利影響.并且提高了電效率，從而獲得質(zhì)量穩(wěn)定的鑄錠。“恒速熔煉”的目的是為了提高鑄錠質(zhì)量，通過先進的電控系統(tǒng)和重量傳感器來確保熔煉過程中電弧的長度和熔化速率的恒定，從而控制了凝同過程。可以有效的防止偏析現(xiàn)象，保障 了鑄錠的內(nèi)在質(zhì)量?，F(xiàn)代鈦熔煉用VAR爐除具有以上兩大特點外，還實現(xiàn)了VAR爐的大型化，現(xiàn)代VAR爐可熔煉直徑為1.5m,重32t的大型鑄錠.vAR法是現(xiàn)代鈦及鈦合金標準的工業(yè)熔煉法.還有以下技術(shù)需 要解決.第一，電極制備方法.制備電極工藝非常繁瑣.需要用昂貴的壓力機將海綿鈦、中間合金和返回殘料壓制成整體電極或單塊小電扳.單塊電極還需要焊接成自耗電極.同時為了保 證自耗電極成分的均勻性，還需要配置布料、稱料、混料等相應(yīng)的設(shè)施。第二，偶爾存在的偏析等冶金缺陷.如成分偏析和凝固偏析。介紹前者是由于雜質(zhì)元素或合金元素在電極中分布不均勻 .熔煉時來不及平衡分布就凝固所產(chǎn)生;后者是由于原料或工藝過程偶爾帶入了 高密度夾雜物(HDI) 和低密度夾雜物(LDI)，這些夾雜物質(zhì)在熔煉過程中無法徹底溶解，從而導致產(chǎn)生危 害極大的夾雜等冶金缺陷。