Mi a vákuumos indukciós olvasztás?

A vákuumolvasztás egy fémek és ötvözetek olvasztási technikája, amelyet vákuumkörnyezetben végeznek.

Ez a technológia megakadályozza a ritka fémek légkörrel és tűzálló anyagokkal való szennyeződését, és tisztítási és szűrési funkcióval is rendelkezik. Vákuumolvasztással kiváló minőségű, alacsony gáztartalmú, kevés zárványú és kismértékű szegregációjú fémeket és ötvözeteket lehet előállítani. Ez a módszer kulcsfontosságú a nagy tisztaságú és kiváló minőségű fémanyagok előállításához, különösen alkalmas nehezen olvadó és ultramagas tisztaságot igénylő ötvözetekhez vagy fémekhez. A vákuumolvasztás módszerei közé tartozik az elektronsugaras olvasztás, a vákuumos indukciós olvasztás, a vákuumos ívkemencés olvasztás és a plazmakemencés olvasztás. Például az elektronsugaras olvasztás nagy energiájú elektronsugarakat használ az olvadt anyagok bombázására, gyorsan hőenergiává alakítja és megolvasztja azokat. Ez a módszer alkalmas nagy nehézségű és ultramagas tisztaságú ötvözetek vagy fémek olvasztására.

Ezenkívül a vákuumolvasztás javítja a fémanyagok szívósságát, fáradási szilárdságát, korrózióállóságát, magas hőmérsékletű kúszási teljesítményét és mágneses permeabilitását is.

A vákuumos indukciós kemence olvasztás egy olyan eljárás, amely elektromágneses indukciót használ örvényáramok létrehozására fémvezetőkben vákuumos körülmények között, hogy felmelegítse a kemence anyagát. Jellemzői a kis olvasztótér térfogat, a rövid vákuumszivattyúzási idő és olvasztási ciklus, a kényelmes hőmérséklet- és nyomásszabályozás, az illékony elemek újrahasznosíthatósága és az ötvözet összetételének pontos szabályozása. A fenti tulajdonságoknak köszönhetően mára fontos berendezéssé fejlődött speciális ötvözetek, például speciális acélok, precíziós ötvözetek, elektromos fűtőötvözetek, magas hőmérsékletű ötvözetek és korrózióálló ötvözetek gyártásához.

1. Mi a vákuum?

Zárt tartályban a gázmolekulák számának csökkenése miatt a gázmolekulák által egységnyi felületre kifejtett nyomás csökken. Ekkor a tartály belsejében a nyomás alacsonyabb a normál nyomásnál. Az ilyen típusú gázteret, amely alacsonyabb a normál nyomásnál, vákuumnak nevezzük.

2. Mi a vákuumos indukciós kemence működési elve?

A fő módszer az elektromágneses indukció alkalmazása az áram előállítására magában a fémtöltésben, majd a fémtöltés ellenállására támaszkodva az elektromos energiát hőenergiává alakítják a Joule-Lenz-törvény szerint, amelyet a fémek olvasztására használnak.

3. Hogyan jön létre az elektromágneses keverés egy vákuum indukciós kemencében?

Az olvasztótégelyben lévő olvadt fém elektromos erőt generál az indukciós tekercs által generált mágneses térben. A bőrhatás miatt az olvadt fém által keltett örvényáramok ellentétesek az indukciós tekercsen áthaladó áram irányával, ami kölcsönös taszítást eredményez; az olvadt fémre ható taszító erő mindig az olvasztótégely tengelye felé mutat, és az olvadt fém a olvasztótégely közepe felé is tolódik; Mivel az indukciós tekercs egy rövid tekercs, rövid effektekkel mindkét végén, az indukciós tekercs mindkét végén a megfelelő elektromos erő csökken, és az elektromos erő eloszlása ​​kisebb a felső és alsó végén, és nagyobb a közepén. Ezen erő hatására a fémfolyadék először a középponttól a olvasztótégely tengelye felé mozog, majd felfelé és lefelé áramlik a középpont felé. Ez a jelenség tovább kering, ami a fémfolyadék heves mozgását eredményezi. A tényleges olvasztás során kiküszöbölhető a fémfolyadék felfelé duzzadásának és felfelé és lefelé csapódásának jelensége az olvasztótégely közepén, ezt elektromágneses keverésnek nevezzük.

4. Mi az elektromágneses keverés funkciója?

① Felgyorsíthatja a fizikai és kémiai reakciók sebességét az olvasztási folyamat során; ② Egységessé teszi az olvadt fémfolyadék összetételét; ③ Az olvadt fém hőmérséklete a tégelyben általában állandó, ami az olvadás során a reakció teljes befejeződését eredményezi; ④ A keverés eredménye leküzd a saját statikus nyomásának hatását, a tégely mélyén oldott buborékokat a folyadék felületére fordítja, elősegítve a gázkisülést és csökkentve az ötvözet gázzárvány-tartalmát. Az intenzív keverés fokozza az olvadt fém mechanikai erózióját a tégelyen, befolyásolva annak élettartamát; ⑥ Felgyorsítja a tűzálló anyagok bomlását a tégelyekben magas hőmérsékleten, ami az olvadt ötvözet újraszennyeződéséhez vezet.

5. Mi a vákuumfok?

A vákuumfok egy gáz hígságát jelenti egy atmoszférikus nyomás alatt, amelyet általában nyomásként fejeznek ki.

6. Mekkora a szivárgási arány?

A szivárgási sebesség az egységnyi idő alatt bekövetkező nyomásnövekedés mértékét jelenti a vákuumberendezés lezárása után.

7. Mi a bőrhatás?

A bőreffektus az egyenetlen árameloszlás jelenségére utal a vezető keresztmetszetén (ami az olvasztásnál a kemence töltetére utal), amikor váltakozó áram halad át rajta. Minél nagyobb a vezető felületi áramsűrűsége, annál kisebb az áramsűrűség a középpont felé haladva.

8. Mi az elektromágneses indukció?

A váltakozó áram áthalad egy vezetéken, és váltakozó mágneses mezőt generál körülötte, míg egy zárt vezeték változó mágneses mezőbe helyezése váltakozó áramot generál a vezeték belsejében. Ezt a jelenséget elektromágneses indukciónak nevezik.

10. Milyen előnyei vannak a vákuumos indukciós kemencében történő olvasztásnak?

1. Nincs levegő- és salakszennyezés, az olvasztott ötvözet tiszta és magas teljesítményű;

② A vákuumolvasztás jó gáztalanítási feltételeket teremt, ami alacsony gáztartalmat eredményez az olvadt acélban és ötvözetben;

③ Vákuum körülmények között a fémek nem oxidálódnak könnyen;

4. A nyersanyagok által behozott szennyeződések (ólom, bilium stb.) vákuum alatt elpárologhatnak, ami anyagtisztulást eredményez;

5 Vákuum indukciós kemence olvasztás során szén-deoxidáció alkalmazható, és az oxigénmentesítési termék gáz, ami nagy ötvözettisztaságot eredményez;

6. Pontosan beállíthatja és szabályozhatja a kémiai összetételt;

⑦ A visszaküldött anyagok felhasználhatók.

11. Milyen hátrányai vannak a vákuumos indukciós kemencében történő olvasztásnak?

① A berendezés bonyolult, drága és nagy beruházást igényel;

② Kényelmetlen karbantartás, magas olvasztási költségek és viszonylag magas költségek;

③ A tégelyekben található tűzálló anyagok által okozott fémszennyeződés az olvasztási folyamat során;

④ A gyártási tétel kicsi, az ellenőrzési munkaterhelés pedig nagy.

12. Melyek a vákuumszivattyúk főbb alapvető paraméterei és jelentésük?

① Extrém vákuumfok: A vákuumszivattyú maximális vákuumfokának nevezzük azt a minimális stabil nyomásértéket (azaz a legmagasabb stabil vákuumfok), amely hosszú ürítési időszak után elérhető, amikor a vákuumszivattyú bemenete lezárva van.

② Vákuumozási sebesség: A szivattyú által időegység alatt kiszívott gázmennyiséget a vákuumszivattyú szállítási sebességének nevezzük.

③ Maximális kimeneti nyomás: Az a maximális nyomásérték, amelyen a vákuumszivattyú kipufogónyílásán keresztül normál üzem közben gáz távozik.

④ Előnyomás: A vákuumszivattyú kipufogónyílásánál fenntartandó maximális nyomásérték a biztonságos működés biztosítása érdekében.

13. Hogyan válasszunk megfelelő vákuumszivattyú-rendszert?

① A vákuumszivattyú szállítási sebessége megfelel a vákuumszivattyú egy bizonyos bemeneti nyomásának;

② A mechanikus szivattyúk, a Roots szivattyúk és az olajnyomásnövelő szivattyúk nem tudnak közvetlenül a légkörbe kibocsátani a levegőt, és az első fokozatú szivattyúra kell támaszkodniuk az előírt előnyomás létrehozásához és fenntartásához a normál működéshez.

14. Miért kell kondenzátorokat hozzáadni az elektromos áramkörökhöz?

Az indukciós tekercs és a fém kemence anyaga közötti nagy távolság miatt a mágneses szivárgás nagyon komoly, a hasznos mágneses fluxus nagyon alacsony, a reaktív teljesítmény pedig magas. Ezért a kapacitív áramkörökben az áram vezeti a feszültséget. Az induktivitás hatásának ellensúlyozása és a teljesítménytényező javítása érdekében megfelelő számú elektromos tartályt kell beépíteni az áramkörbe, hogy a kondenzátor és az induktor párhuzamosan rezonálhasson, ezáltal javítva az indukciós tekercs teljesítménytényezőjét.

15. Hány részből áll egy vákuumos indukciós kemence fő berendezése?

Olvasztókamra, öntőkamra, vákuumrendszer, tápegység.

16. Milyen karbantartási intézkedéseket kell tenni a vákuumrendszerrel kapcsolatban az olvasztási folyamat során?

① A vákuumszivattyú olajminősége és olajszintje normális;

② A szűrőháló normál esetben megfordítva van;

③ Minden egyes elzárószelep tömítése normális.

17. Milyen karbantartási intézkedéseket kell tenni az áramellátó rendszerrel kapcsolatban az olvasztási folyamat során?

① A kondenzátor hűtővizének hőmérséklete normális;

② A transzformátorolaj hőmérséklete normális;

③ A kábel hűtővizének hőmérséklete normális.

18. Milyen követelményeknek kell megfelelni a vákuumos indukciós kemencében használt olvasztótégelyeknek?

① Nagy hőstabilitással rendelkezik, hogy elkerülje a gyors hűtés és melegítés okozta repedéseket;

② Nagy kémiai stabilitással rendelkezik, hogy megakadályozza a tégely tűzálló anyagokkal való szennyeződését;

③ Megfelelően magas tűzállósággal és magas hőmérsékletű szerkezeti szilárdsággal rendelkezik, hogy ellenálljon a magas hőmérsékletnek és a kemence anyagának ütéseinek;

④ A tégelynek nagy sűrűséggel és sima munkafelülettel kell rendelkeznie, hogy csökkentse a tégely és a fémfolyadék közötti érintkezési felületet, valamint a fémmaradványok tapadásának mértékét a tégely felületén.

5. Magas szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik;

6. Kis térfogatzsugorodás a szinterelési folyamat során;

⑦ Alacsony illékonysággal és jó hidratációs ellenállással rendelkezik;

⑧ A tégely anyaga kis mennyiségű gázt bocsát ki.

⑨ A tégely bőséges anyagforrásokkal és alacsony árakkal rendelkezik.

19. Hogyan javítható a tégelyek magas hőmérsékleten mutatott teljesítménye?

① Csökkentse a CaO-tartalmat és a CaO/SiO2 arányt az MgO homokban a folyékony fázis mennyiségének csökkentése és a folyékony fázis keletkezésének hőmérsékletének növelése érdekében.

② Javítja a kristályszemcsék stabilitását.

③ A szinterezett réteg jó átkristályosodási állapotának elérése, a porozitás csökkentése, a szemcsehatár szélességének csökkentése és mozaikos szerkezet kialakítása érdekében, amely a szilárd és szilárd fázisok közvetlen kombinációját képezi, ezáltal csökkentve a folyékony fázis káros hatásait.

20. Hogyan válasszuk ki a tégely megfelelő geometriai méretét?

① A tégely falvastagsága általában a tégely (kialakított) átmérőjének 1/8–1/10-e;

② Az acélfolyadék a tégely térfogatának 75%-át teszi ki;

③ Az R szög körülbelül 45°;

④ A kemence aljának vastagsága általában 1,5-szerese a kemence falának vastagságának.

21. Melyek a leggyakrabban használt ragasztók a tégelyek csomózásához?

① Szerves anyag: dextrin, cellulózhulladék, szerves gyanta stb.;

② Szervetlen anyagok: nátrium-szilikát, sóoldat, bórsav, karbonát, agyag stb.

22. Mi a ragasztó (H3BO3) funkciója a csomózó olvasztótégelyek esetében?

A bórsav (H3BO3) normál körülmények között 300 ℃ alatti hőmérsékleten képes eltávolítani az összes nedvességet, és boronsav-anhidridnek (B2O3) nevezik.

① Alacsony hőmérsékleten némi MgO és Al2O3 feloldódhat folyékony B2O3-ban, átmeneti termékek sorozatát képezve, felgyorsítva az MgO · Al2O3 szilárd fázisú diffúzióját és elősegítve az átkristályosodást, aminek következtében a tégely szinterelési rétege alacsonyabb hőmérsékleten kialakul, ezáltal csökkentve a szinterelési hőmérsékletet.

② A bórsav közepes hőmérsékleten kifejtett olvadási és kötőhatására támaszkodva a félig szinterezett réteg vastagítható, vagy a tégely szilárdsága növelhető a másodlagos szinterezés előtt.

③ A CaO-t tartalmazó magnéziumhomokban a kötőanyagok használata gátolhatja a 2CaO · SiO2 kristályosodását 850 ℃ alatt.

23. Milyen különféle öntési módszerek léteznek a tégelyek esetében?

Kétféleképpen.

① Előgyártás kemencén kívül; A nyersanyagok (elektromos olvasztott magnézium vagy alumínium-magnézium spinel tűzálló anyagok) meghatározott szemcseméret-aránnyal való összekeverése és a megfelelő ragasztók kiválasztása után azokat a tégelyformában vibrációs és izosztatikus nyomásos eljárásokkal alakítják ki. A tégelytestet szárítják, és előre gyártott tégelylé dolgozzák fel egy magas hőmérsékletű alagútkemencében, amelynek maximális égetési hőmérséklete ≥ 1700 ℃ × 8 óra.

② Közvetlenül a kemencében döngölés; Adjon hozzá megfelelő mennyiségű szilárd ragasztót, például bórsavat, a megfelelő szemcseméret-arányban, keverje össze egyenletesen, és tömörítse a tömör töltet eléréséhez. A szinterezés során az egyes alkatrészek változó hőmérsékletének köszönhetően különböző mikroszerkezetek alakulnak ki.

24. Hány rétegből áll a tégely szinterezett szerkezete, és hogyan befolyásolja ez a tégely minőségét?

A tégely szinterező szerkezete három rétegre oszlik: szinterező rétegre, félig szinterező rétegre és laza rétegre.

Szinterréteg: A kemence során a szemcseméret átkristályosodik. Az alacsony hőmérsékleten mért közepes homokszemcseméret kivételével az eredeti arány egyáltalán nem látható, és egyenletes, finom szerkezet alakul ki. A szemcsehatárok nagyon keskenyek, és a szennyeződések az új szemcsehatárokon oszlanak el újra. A szinterezett réteg egy kemény héj, amely a tégely falának legbelső részén található, amely közvetlenül érintkezik az olvadt fémmel, és különféle erőket visel, ezért ez a réteg nagyon fontos a tégely számára.

Laza réteg: Szinterelés során a szigetelőréteg közelében a hőmérséklet alacsony, és a magnéziumhomok nem szinterezhető vagy köthető meg az üvegfázissal, teljesen laza állapotban marad. Ez a réteg a tégely legkülső részén található, és a következő célokat szolgálja: először is, laza szerkezete és rossz hővezető képessége miatt csökken a tégely belső faláról kifelé átadott hő, ami csökkenti a hőveszteséget, szigetelést biztosít, és javítja a tégely belsejében lévő hőhatásfokot; Másodszor, a laza réteg egyben védőréteg is. Mivel a szinterezett réteg héjat képez, és közvetlenül érintkezik a folyékony fémmel, hajlamos a repedésre. A repedés után az olvadt folyékony fém kiszivárog a repedésből, míg a laza réteg laza szerkezete miatt kevésbé hajlamos a repedésre. A belső rétegből kiszivárgó fémfolyadékot blokkolja, védelmet nyújtva az érzékelő gyűrűnek; Harmadszor, a laza réteg továbbra is pufferként szolgál. Mivel a szinterezett réteg kemény héjjá vált, melegítés és hűtés során térfogat-tágulás és -összehúzódás következik be. A laza réteg laza szerkezete miatt pufferelő szerepet játszik a tégely térfogatváltozásában.

Félig szinterezett réteg (más néven átmeneti réteg): a szinterezett réteg és a laza réteg között helyezkedik el, két részre oszlik. A szinterezett réteg közelében a szennyeződések megolvadnak és újra eloszlanak vagy kötődnek a magnéziumhomok-részecskékhez. A magnéziumhomok részlegesen átkristályosodik, és a nagy homokrészecskék különösen sűrűnek tűnnek; a laza réteg közelében lévő részek ragasztóval teljesen össze vannak kötve. A félig szinterezett réteg egyben szinterezett réteg és egy laza réteg is.

25. Hogyan válasszuk ki a megfelelő sütőipari folyamatrendszert?

① Maximális kemencehőmérséklet: Ha a csomózott olvasztótégely szigetelőrétegének vastagsága 5-10 mm, akkor az elektromos olvasztott magnézia esetében a szinterezett réteg a olvasztótégely vastagságának mindössze 13-15%-át teszi ki 1800 ℃-on történő sütéskor. 2000 ℃-os kemencében sütve ez az arány 24-27%. A olvasztótégely magas hőmérsékletű szilárdsága miatt jobb, ha magasabb a kemencehőmérséklet, de ez nem könnyen túl magasra fordulhat. 2000 ℃ felett a hőmérséklet a magnézium-oxid szublimációja vagy a magnézium-oxid szén általi redukciója, valamint a magnézium-oxid intenzív átkristályosodása miatt méhsejtszerű szerkezetet képez. Ezért a maximális kemencehőmérsékletet 2000 ℃ alatt kell tartani.

② Fűtési sebesség: A fűtés korai szakaszában, a tűzálló anyagok nedvességének hatékony eltávolítása érdekében elegendő előmelegítést kell végezni. Általában a fűtési sebességnek 1500 ℃ alatt lassúnak kell lennie; Amikor a kemence hőmérséklete eléri az 1500 ℃-ot, az elektromosan olvasztott magnéziumhomok szinterelődésnek indul. Ekkor nagy teljesítményt kell használni a kemence várható maximális hőmérsékletének gyors eléréséhez.

③ Szigetelési idő: Miután a kemence hőmérséklete elérte a legmagasabb kemencehőmérsékletet, a szigetelést ezen a hőmérsékleten kell elvégezni. A szigetelési idő a kemence típusától és anyagától függően változik, például 15-20 perc kis elektromos olvasztó magnéziumtégelyeknél és 30-40 perc nagy és közepes elektromos olvasztó magnéziumtégelyeknél.

Ezért a sütőben a melegítési sebességet és a legmagasabb sütési hőmérsékleten történő sütést ennek megfelelően kell beállítani.