ما هو ذوبان الحث الفراغي؟

ذوبان الفراغ هي تقنية لصهر المعادن والسبائك يتم تنفيذها في بيئة مفرغة من الهواء.  

هذه التكنولوجيا يمكن أن تمنع المعادن النادرة من التلوث بالجو والمواد المقاومة للحرارة، ولها وظيفة التنقية والتنقية. عن طريق الصهر الفراغي، يمكن الحصول على معادن وسبائك عالية الجودة ذات محتوى غاز منخفض، وشوائب قليلة، وفصل صغير. تعتبر هذه الطريقة ضرورية للحصول على مواد معدنية عالية النقاء وعالية الجودة، ومناسبة بشكل خاص للسبائك أو المعادن التي يصعب ذوبانها وتتطلب درجة نقاء عالية جدًا. تشمل طرق الصهر بالفراغ ذوبان شعاع الإلكترون، والصهر بالحث الفراغي، وصهر فرن القوس الفراغي، وصهر فرن البلازما. على سبيل المثال، يستخدم ذوبان شعاع الإلكترون حزمًا إلكترونية عالية الطاقة لقصف المواد المنصهرة، وتحويلها بسرعة إلى طاقة حرارية وصهرها. هذه الطريقة مناسبة لصهر السبائك أو المعادن ذات الصعوبة العالية والنقاء العالي للغاية.

بالإضافة إلى ذلك، يساعد الصهر بالفراغ أيضًا على تحسين المتانة، وقوة الكلال، ومقاومة التآكل، وأداء الزحف عند درجات الحرارة العالية، والنفاذية المغناطيسية للمواد المعدنية.

فرن الحث الفراغيالصهر هو عملية استخدام الحث الكهرومغناطيسي لتوليد تيارات دوامية في الموصلات المعدنية تحت ظروف الفراغ لتسخين مادة الفرن. إنها تتميز بخصائص حجم غرفة الصهر الصغيرة، ووقت ضخ الفراغ القصير ودورة الذوبان، والتحكم المريح في درجة الحرارة والضغط، وقابلية إعادة تدوير العناصر المتطايرة، والتحكم الدقيق في تكوين السبائك. بسبب الخصائص المذكورة أعلاه، فقد تطورت الآن إلى معدات هامة لإنتاج السبائك الخاصة مثل الفولاذ الخاص، والسبائك الدقيقة، وسبائك التسخين الكهربائي، والسبائك ذات درجة الحرارة العالية، والسبائك المقاومة للتآكل.

1. ما هو الفراغ؟

في  حاوية مغلقة، بسبب انخفاض عدد جزيئات الغاز، ينخفض ​​الضغط الذي تمارسه جزيئات الغاز على وحدة المساحة. في هذا الوقت، يكون الضغط داخل الحاوية أقل من الضغط الطبيعي. ويسمى هذا النوع من الفضاء الغازي الذي يكون الضغط فيه أقل من الطبيعي بالفراغ.

2. ما هو مبدأ العمل لفرن الحث الفراغي؟

الطريقة الرئيسية هي تطبيق الحث الكهرومغناطيسي لتوليد تيار في شحنة المعدن نفسه، ثم الاعتماد على مقاومة شحنة المعدن نفسه لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية حسب قانون جول لينز الذي يستخدم في صهر المعادن.

3. كيف يتم تشكيل التحريك الكهرومغناطيسي في فرن الحث الفراغي؟

يولد المعدن المنصهر في البوتقة قوة كهربائية في المجال المغناطيسي الناتج عن ملف الحث. بسبب تأثير الجلد، فإن التيارات الدوامية الناتجة عن المعدن المنصهر تكون معاكسة لاتجاه التيار الذي يمر عبر الملف التعريفي، مما يؤدي إلى التنافر المتبادل؛ القوة التنافرية على المعدن المنصهر تشير دائمًا نحو محور البوتقة، ويتم دفع المعدن المنصهر أيضًا نحو مركز البوتقة؛ نظرًا لكون ملف الحث عبارة عن ملف قصير ذو تأثيرات قصيرة عند كلا الطرفين، فإن القوة الكهربائية المقابلة عند طرفي ملف الحث تتناقص، ويكون توزيع القوة الكهربائية أصغر عند الطرفين العلوي والسفلي وأكبر في الطرفين. وسط. تحت هذه القوة، يتحرك السائل المعدني أولاً من الوسط باتجاه محور البوتقة، ثم يتدفق لأعلى ولأسفل باتجاه المركز. وتستمر هذه الظاهرة في الانتشار لتشكل حركة شرسة للسائل المعدني. أثناء الصهر الفعلي، يمكن التخلص من ظاهرة انتفاخ السائل المعدني لأعلى وتقلبه لأعلى ولأسفل في مركز البوتقة، وهو ما يسمى بالتحريك الكهرومغناطيسي.

4. ما هي وظيفة التحريك الكهرومغناطيسي؟

① يمكنه تسريع معدل التفاعلات الفيزيائية والكيميائية أثناء عملية الصهر؛ ② توحيد تركيبة السائل المعدني المنصهر؛ ③ تميل درجة حرارة المعدن المنصهر في البوتقة إلى أن تكون ثابتة، مما يؤدي إلى اكتمال التفاعل بالكامل أثناء الذوبان؛ ④ تتغلب نتيجة التحريك على تأثير الضغط الساكن الخاص بها، مما يؤدي إلى قلب الفقاعات الذائبة بعمق في البوتقة على سطح السائل، مما يسهل تفريغ الغاز ويقلل محتوى تضمين الغاز في السبيكة. ويعزز التحريك المكثف التآكل الميكانيكي للمعدن المنصهر على البوتقة، مما يؤثر على عمرها؛ ⑥ تسريع تحلل المواد المقاومة للحرارة في البوتقات عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى إعادة تلوث السبائك المنصهرة.

5. ما هي درجة الفراغ؟

تمثل درجة الفراغ رقة الغاز تحت ضغط جوي واحد، ويتم التعبير عنها عادة بالضغط.

6. ما هو معدل التسرب؟

يشير معدل التسرب إلى مقدار زيادة الضغط لكل وحدة زمنية بعد إغلاق معدات التفريغ.

7. ما هو تأثير الجلد؟

يشير تأثير الجلد إلى ظاهرة التوزيع غير المتساوي للتيار على المقطع العرضي للموصل (في إشارة إلى شحنة الفرن في الصهر) عندما يمر التيار المتردد عبره. كلما زادت كثافة التيار السطحي للموصل، انخفضت كثافة التيار باتجاه المركز.

8. ما هو الحث الكهرومغناطيسي؟

يمر تيار متردد عبر سلك ويولد مجالًا مغناطيسيًا مترددًا حوله، بينما وضع سلك مغلق في مجال مغناطيسي متغير يولد تيارًا مترددًا داخل السلك. وتسمى هذه الظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.

10. ما هي مزايا صهر فرن الحث الفراغي؟

① لا تلوث الهواء والخبث، والسبائك المنصهرة نقية ولها مستوى عال من الأداء؛

② يخلق الصهر الفراغي ظروفًا جيدة لتفريغ الغاز، مما يؤدي إلى انخفاض محتوى الغاز في الفولاذ المصهور والسبائك؛

③ في ظل ظروف الفراغ، لا تتأكسد المعادن بسهولة؛

④ يمكن أن تتبخر الشوائب (Pb، Bi، إلخ) التي تجلبها المواد الخام في حالة الفراغ، مما يؤدي إلى تنقية المواد؛

⑤ أثناء صهر فرن الحث الفراغي، يمكن استخدام إزالة أكسدة الكربون، ومنتج إزالة الأكسجين هو الغاز، مما يؤدي إلى نقاء عالي للسبائك؛

⑥ يمكن ضبط التركيب الكيميائي والتحكم فيه بدقة.

⑦ يمكن استخدام المواد المرتجعة.

11. ما هي عيوب صهر فرن الحث الفراغي؟

① المعدات معقدة ومكلفة وتتطلب استثمارات كبيرة؛

② الصيانة غير المريحة، وتكاليف الصهر المرتفعة، والتكاليف المرتفعة نسبيًا؛

③ التلوث المعدني الناجم عن المواد المقاومة للحرارة في البوتقات أثناء عملية الصهر؛

④ دفعة الإنتاج صغيرة، وعبء عمل التفتيش كبير.

12. ما هي المعالم والمعاني الأساسية لمضخات التفريغ؟

① درجة الفراغ القصوى: الحد الأدنى لقيمة الضغط المستقر (أي أعلى درجة فراغ مستقرة) التي يمكن الحصول عليها بعد فترة طويلة من التفريغ عند إغلاق مدخل مضخة التفريغ تسمى درجة الفراغ القصوى للمضخة.

② معدل الإخلاء: يُطلق على حجم الغاز المستخرج بواسطة المضخة لكل وحدة زمنية معدل ضخ مضخة التفريغ.

③ الحد الأقصى لضغط المخرج: الحد الأقصى لقيمة الضغط الذي يتم عنده تفريغ الغاز من منفذ العادم لمضخة التفريغ أثناء التشغيل العادي.

④ الضغط المسبق: الحد الأقصى لقيمة الضغط التي يجب الحفاظ عليها عند منفذ العادم لمضخة التفريغ لضمان التشغيل الآمن.

13. كيفية اختيار نظام مضخة فراغ معقول؟

① يتوافق معدل ضخ مضخة التفريغ مع ضغط مدخل معين لمضخة التفريغ؛

② لا يمكن للمضخات الميكانيكية ومضخات الجذور ومضخات تعزيز الزيت أن تنطلق مباشرة إلى الغلاف الجوي ويجب أن تعتمد على مضخة المرحلة الأمامية لإنشاء الضغط المسبق الموصوف والحفاظ عليه حتى تعمل بشكل طبيعي.

14. لماذا يجب إضافة المكثفات إلى الدوائر الكهربائية؟

نظرًا للمسافة الكبيرة بين ملف الحث ومواد الفرن المعدني، فإن التسرب المغناطيسي خطير جدًا، والتدفق المغناطيسي المفيد منخفض جدًا، والقدرة التفاعلية عالية. ولذلك، في الدوائر السعوية، التيار هو الذي يقود الجهد. لتعويض تأثير الحث وتحسين عامل القدرة، من الضروري دمج عدد مناسب من الحاويات الكهربائية في الدائرة، بحيث يمكن للمكثف والمحرِّض أن يتردد رنينهما على التوازي، وبالتالي تحسين عامل الطاقة لملف الحث.

15. كم عدد أجزاء المعدات الرئيسية لفرن الحث الفراغي؟

غرفة الصهر، غرفة الصب، نظام التفريغ، نظام إمداد الطاقة.

16. ما هي إجراءات الصيانة لنظام التفريغ أثناء عملية الصهر؟

① جودة الزيت ومستوى الزيت في مضخة التفريغ طبيعيان؛

② يتم عكس شاشة الفلتر بشكل طبيعي؛

③ إن إغلاق كل صمام عزل أمر طبيعي.

17. ما هي إجراءات الصيانة لنظام إمداد الطاقة أثناء عملية الصهر؟

① درجة حرارة ماء التبريد للمكثف طبيعية؛

② درجة حرارة زيت المحولات طبيعية.

③ درجة حرارة ماء التبريد للكابل طبيعية.

18. ما هي متطلبات البوتقات في ذوبان فرن الحث الفراغي؟

① يتمتع بثبات حراري عالي لتجنب التشقق الناتج عن التبريد والتسخين السريع؛

② يتمتع بثبات كيميائي عالي لمنع تلوث البوتقة بالمواد المقاومة للحرارة؛

③ وجود مقاومة كافية للحريق وقوة هيكلية عالية الحرارة لتحمل درجات الحرارة المرتفعة وتأثيرات مواد الفرن؛

④ يجب أن تتمتع البوتقة بكثافة عالية وسطح عمل أملس لتقليل مساحة سطح التلامس بين البوتقة والسائل المعدني، ولتقليل درجة التصاق المخلفات المعدنية على سطح البوتقة.

⑤ لديه خصائص عزل عالية.

⑥ انكماش صغير الحجم أثناء عملية التلبيد؛

⑦ لديه تقلب منخفض ومقاومة جيدة للترطيب.

⑧ تحتوي المادة البوتقة على كمية صغيرة من الغاز المنبعث.

⑨ تتمتع البوتقة بموارد وفيرة من المواد وأسعار منخفضة.

19. كيفية تحسين أداء البوتقات في درجات الحرارة العالية؟

① تقليل محتوى CaO ونسبة CaO/SiO2 في رمل MgO لتقليل كمية الطور السائل وزيادة درجة الحرارة التي يتم عندها توليد الطور السائل.

② تحسين استقرار الحبوب البلورية.

③ لتحقيق حالة إعادة بلورة جيدة في الطبقة الملبدة، لتقليل المسامية، وتقليل عرض حدود الحبوب، وتشكيل بنية فسيفساء، وتشكيل مزيج مباشر من المراحل الصلبة والصلبة، وبالتالي تقليل الآثار الضارة للطور السائل.

20. كيف يتم اختيار الحجم الهندسي المناسب للبوتقة؟

① يتراوح سمك جدار البوتقة بشكل عام من 1/8 إلى 1/10 من قطر البوتقة (المشكل)؛

② يمثل السائل الفولاذي 75% من حجم البوتقة؛

③ زاوية R حوالي 45 درجة؛

④ يبلغ سمك قاع الفرن بشكل عام 1.5 مرة سمك جدار الفرن.

21. ما هي المواد اللاصقة شائعة الاستخدام لعقد البوتقات؟

① المواد العضوية: الدكسترين، سائل نفايات اللب، الراتنج العضوي، إلخ؛

② المواد غير العضوية: سيليكات الصوديوم، محلول ملحي، حمض البوريك، الكربونات، الطين، إلخ.

22. ما هي وظيفة المادة اللاصقة (H3BO3) لعقد البوتقات؟

يمكن لحمض البوريك (H3BO3) إزالة كل الرطوبة عن طريق التسخين تحت 300 درجة مئوية في الظروف العادية، ويسمى أنهيدريد البورونيك (B2O3).

① في درجات الحرارة المنخفضة، يمكن أن يذوب بعض MgO وAl2O3 في B2O3 السائل لتكوين سلسلة من المنتجات الانتقالية، مما يسرع انتشار الطور الصلب لـ MgO · Al2O3 ويعزز إعادة التبلور، مما يتسبب في تكوين طبقة التلبيد للبوتقة عند درجات حرارة منخفضة، وبالتالي تقليل درجة حرارة التلبيد.

② من خلال الاعتماد على تأثير الذوبان والترابط لحمض البوريك عند درجة حرارة متوسطة، يمكن زيادة سماكة الطبقة شبه الملبدة أو زيادة قوة البوتقة قبل التلبيد الثانوي.

③ في رمل المغنيسيا المحتوي على CaO، فإن استخدام المواد الرابطة يمكن أن يمنع التحول البلوري لـ 2CaO · SiO2 أقل من 850 درجة مئوية.

23. ما هي طرق التشكيل المختلفة للبوتقات؟

بطريقتين.

① التصنيع المسبق خارج الفرن؛ بعد خلط المواد الخام (المغنيسيوم المنصهر كهربائيًا أو المواد المقاومة للحرارة من الإسبنيل والمغنيسيوم والألومنيوم) مع نسبة معينة لحجم الجسيمات واختيار المواد اللاصقة المناسبة، يتم تشكيلها في قالب البوتقة من خلال عمليات الاهتزاز والضغط المتوازن. يتم تجفيف جسم البوتقة ومعالجته إلى بوتقة مسبقة الصنع في فرن نفقي ذو درجة حرارة عالية مع درجة حرارة حرق قصوى تبلغ ≥ 1700 درجة مئوية × 8 ساعات.

② القصف المباشر داخل الفرن؛ أضف كمية مناسبة من المادة اللاصقة الصلبة، مثل حمض البوريك، إلى نسبة حجم الجسيمات المناسبة، واخلطها بالتساوي، واستخدم الحشو لتحقيق حشوة كثيفة. أثناء التلبيد، تتشكل هياكل مجهرية مختلفة بدرجات حرارة مختلفة لكل جزء.

24. ما هو عدد الطبقات التي يتكون منها هيكل التلبيد للبوتقة، وما هو تأثيرها على جودة البوتقة؟

ينقسم هيكل التلبيد للبوتقة إلى ثلاث طبقات: طبقة التلبيد، طبقة شبه التلبيد، والطبقة السائبة.

طبقة التلبيد: أثناء عملية الفرن، يخضع حجم الجسيمات لإعادة التبلور. باستثناء حجم جسيمات الرمل المتوسط ​​عند نهاية درجة الحرارة المنخفضة، لا يمكن رؤية النسبة الأصلية على الإطلاق، ويتم تقديم هيكل موحد ودقيق. وتكون حدود الحبوب ضيقة جدًا، ويتم إعادة توزيع الشوائب على حدود الحبوب الجديدة. الطبقة الملبدة عبارة عن قشرة صلبة تقع في الجزء الأعمق من جدار البوتقة، والتي تتصل مباشرة بالمعدن المنصهر وتتحمل قوى مختلفة، لذا فإن هذه الطبقة مهمة جدًا للبوتقة.

الطبقة السائبة: أثناء التلبيد، تكون درجة الحرارة بالقرب من الطبقة العازلة منخفضة، ولا يمكن تلبيد رمل المغنيسيوم أو ربطه بواسطة الطور الزجاجي، ويبقى في حالة فضفاضة تمامًا. تقع هذه الطبقة في الجزء الخارجي من البوتقة وتخدم الأغراض التالية: أولاً، بسبب بنيتها الفضفاضة وضعف التوصيل الحراري، يتم تقليل الحرارة المنقولة من الجدار الداخلي للبوتقة إلى الخارج، مما يقلل من فقدان الحرارة، مما يوفر العزل، وتحسين الكفاءة الحرارية داخل البوتقة؛ ثانيا، الطبقة السائبة هي أيضا طبقة واقية. نظرًا لأن الطبقة الملبدة تكونت قشرة وتتصل بشكل مباشر بالمعدن السائل، فهي عرضة للتشقق. بمجرد أن يتشقق، سوف يتسرب المعدن السائل المنصهر من الشق، في حين أن الطبقة السائبة تكون أقل عرضة للتشقق بسبب هيكلها الفضفاض. يتم حجب السائل المعدني المتسرب من الطبقة الداخلية، مما يوفر الحماية لحلقة الاستشعار؛ ثالثًا، لا تزال الطبقة السائبة بمثابة مخزن مؤقت. نظرًا لحقيقة أن الطبقة الملبدة أصبحت قشرة صلبة، يحدث تمدد وانكماش إجمالي الحجم عند التسخين والتبريد. نظرًا للبنية السائبة للطبقة السائبة، فإنها تلعب دورًا مؤقتًا في تغيير حجم البوتقة.

الطبقة شبه الملبدة (المعروفة أيضًا بالطبقة الانتقالية): تقع بين الطبقة الملبدة والطبقة السائبة، وتنقسم إلى قسمين. بالقرب من الطبقة الملبدة، تذوب الشوائب ويعاد توزيعها أو ترتبط بجزيئات رمل المغنيسيوم. يخضع رمل المغنيسيوم لعملية إعادة تبلور جزئية، وتظهر جزيئات الرمل الكبيرة كثيفة بشكل خاص؛ يتم ربط الأجزاء القريبة من الطبقة السائبة معًا بشكل كامل بواسطة مادة لاصقة. تعمل الطبقة شبه الملبدة كطبقة ملبدة وطبقة فضفاضة.

25. كيفية اختيار نظام معالجة الفرن؟

① الحد الأقصى لدرجة حرارة الفرن: عندما تكون سماكة الطبقة العازلة للبوتقة المعقوفة 5-10 مم، بالنسبة للمغنيسيا المنصهرة الكهربائية، فإن الطبقة الملبدة تمثل 13-15% فقط من سماكة البوتقة عند الخبز عند 1800 درجة مئوية. عند خبزها في فرن على حرارة 2000 درجة مئوية، تمثل 24-27%. بالنظر إلى قوة البوتقة في درجة الحرارة العالية، فمن الأفضل أن تكون درجة حرارة الفرن أعلى، ولكن ليس من السهل أن ترتفع درجة حرارتها كثيرًا. عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 2000 درجة مئوية، فإنها تشكل بنية تشبه قرص العسل بسبب تسامي أكسيد المغنيسيوم أو اختزال أكسيد المغنيسيوم بالكربون، بالإضافة إلى إعادة التبلور المكثف لأكسيد المغنيسيوم. لذلك، يجب التحكم بدرجة حرارة الفرن القصوى تحت 2000 درجة مئوية.

② معدل التسخين: في المرحلة المبكرة من التسخين، من أجل إزالة الرطوبة بشكل فعال من المواد المقاومة للحرارة، يجب إجراء التسخين المسبق الكافي. بشكل عام، يجب أن يكون معدل التسخين بطيئًا أقل من 1500 درجة مئوية؛ عندما تصل درجة حرارة الفرن إلى أكثر من 1500 درجة مئوية، فإن رمل المغنيسيا المنصهر الكهربائي يبدأ في التلبد. في هذا الوقت، يجب استخدام طاقة عالية للتسخين بسرعة حتى درجة حرارة الفرن القصوى المتوقعة.

③ وقت العزل: بعد أن تصل درجة حرارة الفرن إلى أعلى درجة حرارة للفرن، يجب إجراء العزل عند درجة الحرارة تلك. يختلف وقت العزل وفقًا لنوع الفرن والمادة، مثل 15-20 دقيقة لبوتقات صهر المغنيسيوم الكهربائية الصغيرة و30-40 دقيقة لبوتقات صهر المغنيسيوم الكهربائية الكبيرة والمتوسطة.

لذلك، يجب تعديل معدل التسخين أثناء الفرن والخبز عند أعلى درجة حرارة للخبز وفقًا لذلك

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --