Hvað er tómarúmsbræðsla?

Lofttæmisbræðsla er bræðslutækni fyrir málma og málmblöndur sem framkvæmd er í lofttæmi.

Þessi tækni getur komið í veg fyrir að sjaldgæfir málmar mengist af andrúmsloftinu og eldföstum efnum og hefur það hlutverk að hreinsa og hreinsa. Með lofttæmisbræðslu er hægt að fá hágæða málma og málmblöndur með lágu gasinnihaldi, fáum innilokunum og litlum aðskilnaði. Þessi aðferð er mikilvæg til að fá hágæða málmefni, sérstaklega hentug fyrir málmblöndur eða málma sem eru erfiðir í bræðslu og krefjast afar mikils hreinleika. Aðferðir við lofttæmisbræðslu eru meðal annars rafeindabræðslu, lofttæmisbræðsla, lofttæmisbogabræðslu og plasmaofnbræðslu. Til dæmis notar rafeindabræðslu orkumikla rafeindageisla til að sprengja bráðið efni, breyta því hratt í varmaorku og bræða það. Þessi aðferð hentar til að bræða mjög erfiðar og afar hreinar málmblöndur eða málma.

Að auki hjálpar lofttæmisbræðsla einnig til við að bæta seigju, þreytustyrk, tæringarþol, skriðþol við háan hita og segulmagnaða gegndræpi málmefna.

Bræðsla í lofttæmisofni er ferli þar sem rafsegulfræðileg örvun er notuð til að mynda hvirfilstrauma í málmleiðurum undir lofttæmisskilyrðum til að hita ofnefnið. Það hefur eiginleika eins og lítið bræðsluhólf, stuttan lofttæmisdælutíma og bræðsluferli, þægilega hitastigs- og þrýstingsstýringu, endurvinnanleika á rokgjörnum frumefnum og nákvæma stjórnun á málmblöndusamsetningu. Vegna ofangreindra eiginleika hefur það nú þróast í mikilvægan búnað til framleiðslu á sérstökum málmblöndum eins og sérstöku stáli, nákvæmum málmblöndum, rafhitunarmálmblöndum, háhitamálmblöndum og tæringarþolnum málmblöndum.

1. Hvað er tómarúm?

Í lokuðum ílátum, vegna fækkunar gassameinda, minnkar þrýstingurinn sem gassameindir beita á flatarmálseiningu. Á þessum tímapunkti er þrýstingurinn inni í ílátinu lægri en venjulegan þrýsting. Þessi tegund af gasrými sem er undir venjulegan þrýsting kallast lofttæmi.

2. Hver er virknisreglan í lofttæmisofni?

Helsta aðferðin er að beita rafsegulfræðilegri örvun til að mynda straum í málmhleðslunni sjálfri og reiða sig síðan á viðnám málmhleðslunnar sjálfrar til að umbreyta raforku í varmaorku samkvæmt Joule-Lenz-lögmálinu, sem er notað til að bræða málma.

3. Hvernig myndast rafsegulhræring í lofttæmisofni?

Bræddi málmurinn í deiglunni myndar rafmagn í segulsviðinu sem spannarspólan myndar. Vegna húðáhrifa eru hvirfilstraumarnir sem bræddi málmurinn myndar gagnstæðar stefnu straumsins sem fer í gegnum spannarspóluna, sem leiðir til gagnkvæmrar fráhrindingar; Fráhrindingarkrafturinn á brædda málminn bendir alltaf að ás deiglunnar og bræddi málmurinn er einnig ýtt að miðju deiglunnar; Vegna þess að spannarspólan er stutt spóla með stuttum áhrifum í báðum endum minnkar samsvarandi rafmagn í báðum endum spannarspólunnar og dreifing rafkraftsins er minni í efri og neðri endum og meiri í miðjunni. Undir áhrifum þessa krafts færist málmvökvinn fyrst frá miðjunni að ás deiglunnar og rennur síðan upp og niður í átt að miðjunni. Þetta fyrirbæri heldur áfram að dreifast og myndar harða hreyfingu málmvökvans. Við raunverulega bræðslu er hægt að útrýma fyrirbærinu að málmvökvinn bólgni upp og snúist upp og niður í miðju deiglunnar, sem kallast rafsegulhrærsla.

4. Hver er virkni rafsegulhræringar?

① Það getur hraðað hraða eðlis- og efnahvarfa við bræðsluferlið; ② Samræmt samsetningu bráðins málmvökva; ③ Hitastig bráðins málmsins í deiglunum hefur tilhneigingu til að vera stöðugt, sem leiðir til þess að viðbrögðin ljúka að fullu við bræðslu; ④ Árangurinn af hræringu vinnur bug á áhrifum eigin stöðuþrýstings, sem veltir uppleystum loftbólum djúpt í deiglunni yfir á vökvayfirborðið, auðveldar losun gass og dregur úr gasinnihaldi málmblöndunnar. Öflug hrærsla eykur vélræna rof bráðins málmsins í deiglunni, sem hefur áhrif á líftíma hans; ⑥ Hraðar niðurbroti eldföstra efna í deiglunum við hátt hitastig, sem leiðir til endurmengunar bráðins málmblöndunnar.

5. Hvað er lofttæmisgráða?

Lofttæmisgráða táknar þynnleika gass undir einum andrúmsloftsþrýstingi, almennt táknað sem þrýstingur.

6. Hver er lekahraðinn?

Lekahraði vísar til þess hversu mikil þrýstingur eykst á tímaeiningu eftir að lofttæmisbúnaðurinn er lokaður.

7. Hver eru húðáhrifin?

Húðáhrif vísa til þess að straumurinn dreifist ójafnt á þversniði leiðara (vísar til hleðslu ofnsins í bræðslu) þegar riðstraumur fer í gegnum hann. Því hærri sem yfirborðsstraumþéttleiki leiðarans er, því minni er straumþéttleikinn inn að miðjunni.

8. Hvað er rafsegulfræðileg örvun?

Riðstraumur fer í gegnum vír og myndar víxlsegulsvið í kringum hann, en ef lokaður vír er settur í breytilegt segulsvið myndast riðstraumur inni í vírnum. Þetta fyrirbæri kallast rafsegulrofi.

10. Hverjir eru kostir þess að bræða í lofttæmisofni?

① Engin loft- og gjallmengun, brædda málmblönduna er hrein og hefur mikla afköst;

② Lofttæmisbræðsla skapar góðar afgasunaraðstæður, sem leiðir til lágs gasinnihalds í bræddu stáli og málmblöndu;

③ Við lofttæmi oxast málmar ekki auðveldlega;

④ Óhreinindi (Pb, Bi, o.s.frv.) sem berast með hráefnum geta gufað upp í lofttæmi, sem leiðir til hreinsunar efnisins;

⑤ Við bræðslu í lofttæmisofni er hægt að nota kolefnisafoxun og afoxunarafurðin er gas, sem leiðir til mikils hreinleika málmblöndunnar;

⑥ Getur aðlagað og stjórnað efnasamsetningu nákvæmlega;

⑦ Hægt er að nota efni sem skilað er.

11. Hverjir eru gallarnir við bræðslu í lofttæmisofni?

① Búnaðurinn er flókinn, dýr og krefst mikillar fjárfestingar;

② Óþægilegt viðhald, hár bræðslukostnaður og tiltölulega hár kostnaður;

③ Málmmengun af völdum eldfastra efna í deiglum við bræðsluferlið;

④ Framleiðslulotan er lítil og skoðunarvinnuálagið mikið.

12. Hverjar eru helstu grunnbreytur og merkingar lofttæmisdæla?

① Öfgafullt lofttæmi: Lágmarks stöðugur þrýstingur (þ.e. hæsti stöðugi lofttæmisstig) sem hægt er að ná eftir langan tæmingartíma þegar inntak lofttæmisdælu er lokað kallast hámarks lofttæmisstig dælunnar.

② Lofttæmingarhraði: Rúmmál gass sem dæla dregur út á tímaeiningu kallast dæluhraði lofttæmisdælu.

③ Hámarksútgangsþrýstingur: Hámarksþrýstingsgildi þar sem gas losnar úr útblástursopi lofttæmisdælu við venjulega notkun.

④ Forþrýstingur: Hámarksþrýstingsgildi sem þarf að viðhalda við útblástursop lofttæmisdælunnar til að tryggja örugga notkun.

13. Hvernig á að velja sanngjarnt lofttæmisdælukerfi?

① Dæluhraði lofttæmisdælu samsvarar ákveðnum inntaksþrýstingi lofttæmisdælunnar;

② Vélrænar dælur, rótardælur og olíuhvatadælur geta ekki blásið beint út í andrúmsloftið og verða að reiða sig á framdælu til að koma á og viðhalda tilskildum forþrýstingi til að geta starfað eðlilega.

14. Hvers vegna þarf að bæta við þéttum í rafrásir?

Vegna mikillar fjarlægðar milli spólunnar og málmefnisins í ofninum er segulmagnaðir lekar mjög alvarlegir, gagnlegt segulflæði er mjög lágt og hvarfgjörn afl er mikil. Þess vegna, í rafrýmdum rásum, leiðir straumurinn spennuna. Til að vega upp á móti áhrifum spans og bæta aflstuðul er nauðsynlegt að fella inn viðeigandi fjölda rafgeyma í rásina, þannig að þéttinn og spólan geti tengst samsíða og þannig bætt aflstuðul spólunnar.

15. Hversu margir hlutar eru aðalbúnaðurinn í lofttæmisofni?

Bræðsluhólf, helluhólf, lofttæmiskerfi, aflgjafakerfi.

16. Hverjar eru viðhaldsráðstafanir fyrir lofttæmiskerfið meðan á bræðsluferlinu stendur?

① Olíugæði og olíustig lofttæmisdælunnar eru eðlileg;

② Síuskjárinn er venjulega snúinn við;

③ Þétting hvers einangrunarloka er eðlileg.

17. Hverjar eru viðhaldsráðstafanir fyrir raforkukerfið meðan á bræðsluferlinu stendur?

① Kælivatnshitastig þéttisins er eðlilegt;

② Olíuhitastig spennisins er eðlilegt;

③ Kælivatnshitastig snúrunnar er eðlilegt.

18. Hverjar eru kröfurnar um deiglur í bræðslu í lofttæmisofni?

① Hefur mikla hitastöðugleika til að koma í veg fyrir sprungur af völdum hraðrar kælingar og upphitunar;

② Hefur mikla efnafræðilega stöðugleika til að koma í veg fyrir mengun deiglunnar af eldföstum efnum;

③ Hafa nægilega mikla brunaþol og burðarþol við háan hita til að þola hátt hitastig og áhrif á ofnefni;

④ Deiglan ætti að hafa mikla þéttleika og slétt vinnuflöt til að minnka snertiflötinn milli deiglunnar og málmvökvans og til að draga úr viðloðun málmleifa á yfirborði deiglunnar.

⑤ Hefur mikla einangrunareiginleika;

⑥ Lítil rúmmálsrýrnun við sintunarferli;

⑦ Hefur lágt rokgjarnt eðli og góða viðnám gegn raka;

⑧ Lítið magn af gasi losnar úr deigluefninu.

⑨ Deiglan býr yfir miklum efnisframboði og lágu verði.

19. Hvernig er hægt að bæta afköst deigla við háan hita?

① Minnkið CaO-innihald og hlutfall CaO/SiO2 í MgO-sandi til að minnka magn vökvafasa og auka hitastigið sem vökvafasinn myndast við.

② Bæta stöðugleika kristalkorna.

③ Til að ná góðu endurkristöllunarástandi í sinteraða laginu, draga úr gegndræpi, minnka kornmörk og mynda mósaíkbyggingu, sem myndar beinan blöndu af föstum og föstum fasa og dregur þannig úr skaðlegum áhrifum fljótandi fasa.

20. Hvernig á að velja viðeigandi rúmfræðilega stærð fyrir deigluna?

① Veggþykkt deiglunnar er almennt 1/8 til 1/10 af þvermáli deiglunnar (sem myndaðist);

② Stálvökvi nemur 75% af rúmmáli deiglunnar;

③ R-hornið er um 45°;

④ Þykkt botns ofnsins er almennt 1,5 sinnum meiri en þykkt veggjar ofnsins.

21. Hvaða lím eru algengust notuð til að hnýta deiglur?

① Lífrænt efni: dextrín, úrgangsefni úr trjákvoðu, lífrænt plastefni o.s.frv.

② Ólífræn efni: natríumsílíkat, saltvatn, bórsýra, karbónat, leir o.s.frv.

22. Hver er virkni límsins (H3BO3) við hnúta á deiglum?

Bórsýra (H3BO3) getur fjarlægt allan raka með því að hita hana undir 300 ℃ við venjulegar aðstæður og kallast bórsýruanhýdríð (B2O3).

① Við lágt hitastig geta hluti af MgO og Al2O3 leyst upp í fljótandi B2O3 og myndað röð af umbreytingarafurðum, sem flýtir fyrir dreifingu MgO · Al2O3 í föstu formi og stuðlar að endurkristöllun, sem veldur því að sintrunarlag deiglunnar myndast við lægra hitastig og lækkar þannig sintrunarhitastigið.

② Með því að reiða sig á bræðslu- og bindingaráhrif bórsýru við meðalhita er hægt að þykkja hálfsinteraða lagið eða auka styrk deiglunnar áður en síðari sintrun fer fram.

③ Í magnesíusandi sem inniheldur CaO getur notkun bindiefna hamlað kristalbreytingu 2CaO · SiO2 við 850 ℃.

23. Hvaða mismunandi aðferðir eru til við að móta deiglur?

Tvær leiðir.

① Forsmíði utan ofnsins; Eftir að hráefnunum hefur verið blandað saman (rafmagnsbræddu eldföstu efni úr magnesíum eða áli úr magnesíum spínelli) með ákveðnu agnastærðarhlutfalli og viðeigandi lím hefur verið valið, eru þau mótuð í deigluforminu með titringi og stöðugum þrýstingi. Deiglan er þurrkuð og unnin í forsmíðaða deiglu í háhitagöngum með hámarksbrennsluhita ≥ 1700 ℃ × 8 klukkustundir.

② Beint að þjappa inni í ofninum; Bætið viðeigandi magni af föstu lími, svo sem bórsýru, út í viðeigandi agnastærðarhlutfall, blandið jafnt og notið þjöppun til að ná þéttri fyllingu. Við sintrun myndast mismunandi örbyggingar við mismunandi hitastig hvers hluta.

24. Hversu mörg lög eru mynduð í sintrunarbyggingu deiglunnar og hvaða áhrif hefur það á gæði hennar?

Sintrunarbygging deiglunnar er skipt í þrjú lög: sintrunarlag, hálfsintrunarlag og laust lag.

Sinterlag: Í ofnferlinu endurkristöllast agnastærðin. Fyrir utan meðalstóra sandagnastærð við lágan hita, sést upprunalega hlutfallið alls ekki og einsleit og fín uppbygging myndast. Kornamörkin eru mjög þröng og óhreinindi dreifast aftur á nýju kornamörkin. Sinterlagið er hörð skel staðsett innst á vegg deiglunnar, sem kemst í beina snertingu við brædda málminn og ber ýmsa krafta, þannig að þetta lag er mjög mikilvægt fyrir deigluna.

Laust lag: Við sintrun er hitastigið nálægt einangrunarlaginu lágt og magnesíumsandurinn getur ekki sintrað eða bundist við glerfasann, heldur helst í alveg lausu ástandi. Þetta lag er staðsett yst í deiglunni og þjónar eftirfarandi tilgangi: Í fyrsta lagi, vegna lausrar uppbyggingar og lélegrar varmaleiðni, minnkar hitinn sem flyst frá innri vegg deiglunnar út á við, sem dregur úr hitatapi, veitir einangrun og bætir varmanýtni inni í deiglunni; Í öðru lagi er lausa lagið einnig verndarlag. Þar sem sintaða lagið hefur myndað skel og kemst í beina snertingu við fljótandi málminn er það viðkvæmt fyrir sprungum. Þegar það springur mun bráðinn fljótandi málmur seytla út úr sprungunni, en lausa lagið er minna viðkvæmt fyrir sprungum vegna lausrar uppbyggingar. Málmvökvinn sem seytlar út úr innra laginu er lokaður af því, sem veitir vernd fyrir skynjarahringinn; Í þriðja lagi er lausa lagið enn stuðpúði. Vegna þess að sintaða lagið hefur orðið að hörðum skeljum, á sér stað heildarrúmmálsþensla og samdráttur þegar það er hitað og kælt. Vegna lausrar uppbyggingar lausa lagsins gegnir það hlutdeild í rúmmálsbreytingum deiglunnar.

Hálfsintrað lag (einnig þekkt sem millilag): Staðsett á milli sintraða lagsins og lausa lagsins, skipt í tvo hluta. Nálægt sintraða laginu bráðna óhreinindi og dreifast aftur eða tengjast magnesíumsandi ögnum. Magnesíumsandi endurkristöllast að hluta og stórar sandagnir virðast sérstaklega þéttar; Hlutarnir nálægt lausa laginu eru alveg tengdir saman með lími. Hálfsintraða lagið þjónar bæði sem sintrað lag og laust lag.

25. Hvernig á að velja ofnferlakerfi?

① Hámarkshitastig í ofni: Þegar þykkt einangrunarlagsins í hnútuðu deiglunni er 5-10 mm, þá er sinterað lag aðeins 13-15% af þykkt deiglunnar þegar það er bakað við 1800 ℃. Þegar það er bakað í ofni við 2000 ℃ er það 24-27%. Miðað við háhitaþol deiglunnar er betra að hafa hærri ofnhita, en það er ekki auðvelt að verða of hár. Þegar hitastigið er hærra en 2000 ℃ myndast hunangsseimalaga uppbygging vegna sublimeringar magnesíumoxíðs eða afoxunar magnesíumoxíðs með kolefni, sem og mikillar endurkristöllunar magnesíumoxíðs. Þess vegna ætti að stjórna hámarkshitastigi í ofni undir 2000 ℃.

② Upphitunarhraði: Til að fjarlægja raka úr eldföstum efnum á áhrifaríkan hátt ætti að forhita nægilega vel á fyrstu stigum upphitunar. Almennt ætti upphitunarhraðinn að vera hægur undir 1500 ℃; þegar ofnhitastigið nær yfir 1500 ℃ byrjar rafsegulbræddi magnesíusandurinn að sintra. Á þessum tíma ætti að nota mikla orku til að hita fljótt upp í væntanlegan hámarkshita í ofninum.

③ Einangrunartími: Eftir að ofnhitastigið nær hæsta hitastigi þarf að einangra við það hitastig. Einangrunartíminn er breytilegur eftir gerð og efni ofnsins, svo sem 15-20 mínútur fyrir litlar rafmagnsbræðslumagnesíumdeiglur og 30-40 mínútur fyrir stórar og meðalstórar rafmagnsbræðslumagnesíumdeiglur.

Þess vegna ætti að aðlaga upphitunarhraðann í ofninum og bakstur við hæsta bökunarhita í samræmi við það.