Ano ang vacuum induction melting?

Ang vacuum melting ay isang metal at alloy na pamamaraan ng pagtunaw na isinasagawa sa isang vacuum na kapaligiran.

Maaaring pigilan ng teknolohiyang ito ang mga bihirang metal na mahawa ng atmospera at mga refractory na materyales, at may function ng purification at purification. Sa pamamagitan ng pagtunaw ng vacuum, ang mga de-kalidad na metal at haluang metal na may mababang nilalaman ng gas, ilang mga inklusyon, at maliit na paghihiwalay ay maaaring makuha. Ang pamamaraang ito ay mahalaga para sa pagkuha ng mataas na kadalisayan at mataas na kalidad na mga metal na materyales, lalo na angkop para sa mga haluang metal o metal na mahirap matunaw at nangangailangan ng napakataas na kadalisayan. Ang mga paraan ng pagtunaw ng vacuum ay kinabibilangan ng electron beam melting, vacuum induction melting, vacuum arc furnace melting, at plasma furnace melting. Halimbawa, ang electron beam melting ay gumagamit ng high-energy electron beams upang bombahin ang mga tinunaw na materyales, mabilis na ginagawang thermal energy at tinutunaw ang mga ito. Ang pamamaraang ito ay angkop para sa pagtunaw ng mataas na kahirapan at ultra-high purity alloys o metal.

Bilang karagdagan, ang pagtunaw ng vacuum ay nakakatulong din upang mapabuti ang katigasan, lakas ng pagkapagod, paglaban sa kaagnasan, pagganap ng mataas na temperatura ng creep, at magnetic permeability ng mga metal na materyales.

Ang vacuum induction furnace melting ay isang proseso ng paggamit ng electromagnetic induction upang makabuo ng eddy currents sa mga metal conductor sa ilalim ng mga kondisyon ng vacuum upang mapainit ang materyal ng furnace. Ito ay may mga katangian ng maliit na dami ng melting chamber, maikling vacuum pumping time at melting cycle, maginhawang temperatura at pressure control, recyclability ng volatile elements, at tumpak na kontrol sa komposisyon ng haluang metal. Dahil sa mga katangian sa itaas, ito ay naging isang mahalagang kagamitan para sa paggawa ng mga espesyal na haluang metal tulad ng espesyal na bakal, precision alloys, electric heating alloys, high-temperature alloys, at corrosion-resistant alloys.

1. Ano ang vacuum?

Sa saradong lalagyan, dahil sa pagbaba ng bilang ng mga molekula ng gas, bumababa ang presyur na ginagawa ng mga molekula ng gas sa isang unit area. Sa oras na ito, ang presyon sa loob ng lalagyan ay mas mababa kaysa sa normal na presyon. Ang ganitong uri ng gas na espasyo na mas mababa kaysa sa normal na presyon ay tinatawag na vacuum.

2. Ano ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang vacuum induction furnace?

Ang pangunahing paraan ay ang paggamit ng electromagnetic induction upang makabuo ng kasalukuyang sa mismong singil ng metal, at pagkatapos ay umasa sa paglaban ng singil ng metal mismo upang i-convert ang elektrikal na enerhiya sa thermal energy ayon sa batas ng Joule Lenz, na ginagamit para sa pagtunaw ng mga metal.

3. Paano nabuo ang electromagnetic stirring sa isang vacuum induction furnace?

Ang tunaw na metal sa crucible ay bumubuo ng electric force sa magnetic field na nabuo ng induction coil. Dahil sa epekto sa balat, ang mga eddy current na nabuo ng tinunaw na metal ay kabaligtaran sa direksyon ng kasalukuyang dumadaan sa induction coil, na nagreresulta sa mutual repulsion; Ang salungat na puwersa sa tinunaw na metal ay laging tumuturo patungo sa axis ng tunawan, at ang tinunaw na metal ay itinutulak din patungo sa gitna ng tunawan; Dahil sa ang katunayan na ang induction coil ay isang maikling coil na may maikling epekto sa magkabilang dulo, ang katumbas na puwersa ng kuryente sa magkabilang dulo ng induction coil ay bumababa, at ang pamamahagi ng electric force ay mas maliit sa itaas at ibabang dulo at mas malaki sa gitna. Sa ilalim ng puwersang ito, ang likidong metal ay unang gumagalaw mula sa gitna patungo sa axis ng crucible, at pagkatapos ay dumadaloy pataas at pababa patungo sa gitna. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay patuloy na nagpapalipat-lipat, na bumubuo ng isang mabangis na paggalaw ng likidong metal. Sa panahon ng aktwal na pagtunaw, ang hindi pangkaraniwang bagay ng likidong metal na nakaumbok pataas at bumabaliktad pataas at pababa sa gitna ng tunawan ay maaaring alisin, na tinatawag na electromagnetic stirring.

4. Ano ang function ng electromagnetic stirring?

① Maaari nitong mapabilis ang bilis ng pisikal at kemikal na mga reaksyon sa panahon ng proseso ng smelting; ② Pag-isahin ang komposisyon ng tinunaw na likidong metal; ③ Ang temperatura ng tinunaw na metal sa crucible ay may posibilidad na pare-pareho, na nagreresulta sa kumpletong pagkumpleto ng reaksyon sa panahon ng pagkatunaw; ④ Nadaig ng resulta ng paghalo ang epekto ng sarili nitong static pressure, ang pag-flip ng mga natunaw na bula nang malalim sa crucible sa ibabaw ng likido, pinapadali ang paglabas ng gas at binabawasan ang nilalaman ng gas inclusion ng haluang metal. ⑥ Pabilisin ang pagkabulok ng mga refractory na materyales sa mga crucibles sa mataas na temperatura, na nagreresulta sa muling kontaminasyon ng tinunaw na haluang metal.

5. Ano ang vacuum degree?

Ang vacuum degree ay kumakatawan sa thinness ng isang gas sa ibaba ng isang atmospheric pressure, na karaniwang ipinahayag bilang pressure.

6. Ano ang leakage rate?

Ang rate ng pagtagas ay tumutukoy sa dami ng pagtaas ng presyon sa bawat yunit ng oras pagkatapos isara ang vacuum equipment.

7. Ano ang epekto sa balat?

Ang epekto ng balat ay tumutukoy sa kababalaghan ng hindi pantay na pamamahagi ng kasalukuyang sa cross-section ng isang konduktor (tumutukoy sa singil ng pugon sa pagtunaw) kapag ang alternating current ay dumadaan dito. Kung mas mataas ang kasalukuyang density ng ibabaw ng konduktor, mas mababa ang kasalukuyang density patungo sa gitna.

8. Ano ang electromagnetic induction?

Ang alternating current ay dumadaan sa isang wire at bumubuo ng isang alternating magnetic field sa paligid nito, habang ang paglalagay ng closed wire sa isang nagbabagong magnetic field ay bumubuo ng alternating current sa loob ng wire. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na electromagnetic induction.

10. Ano ang mga pakinabang ng vacuum induction furnace smelting?

① Walang polusyon sa hangin at slag, ang tunaw na haluang metal ay dalisay at may mataas na antas ng pagganap;

② Ang vacuum smelting ay lumilikha ng magandang degassing na kondisyon, na nagreresulta sa mababang nilalaman ng gas sa tinunaw na bakal at haluang metal;

③ Sa ilalim ng mga kondisyon ng vacuum, ang mga metal ay hindi madaling ma-oxidize;

④ Ang mga dumi (Pb, Bi, atbp.) na dinadala ng mga hilaw na materyales ay maaaring sumingaw sa isang vacuum state, na nagreresulta sa pagdalisay ng materyal;

⑤ Sa panahon ng vacuum induction furnace smelting, maaaring gamitin ang carbon deoxidation, at ang produkto ng deoxygenation ay gas, na nagreresulta sa mataas na kadalisayan ng haluang metal;

⑥ Maaaring tumpak na ayusin at kontrolin ang komposisyon ng kemikal;

⑦ Maaaring gamitin ang mga ibinalik na materyales.

11. Ano ang mga disbentaha ng vacuum induction furnace smelting?

① Ang kagamitan ay kumplikado, mahal, at nangangailangan ng malaking puhunan;

② Hindi maginhawang pagpapanatili, mataas na gastos sa smelting, at medyo mataas na gastos;

③ Ang kontaminasyon ng metal na dulot ng mga refractory na materyales sa crucibles sa panahon ng proseso ng smelting;

④ Ang production batch ay maliit, at ang inspeksyon ng trabaho ay malaki.

12. Ano ang mga pangunahing pangunahing parameter at kahulugan ng mga vacuum pump?

① Extreme vacuum degree: Ang pinakamababang stable pressure value (ibig sabihin, ang pinakamataas na stable vacuum degree) na maaaring makuha pagkatapos ng mahabang panahon ng pag-alis ng laman kapag ang pumapasok ng vacuum pump ay selyado ay tinatawag na maximum vacuum degree ng pump.

② Rate ng paglisan: Ang dami ng gas na kinukuha ng bomba bawat yunit ng oras ay tinatawag na pumping rate ng vacuum pump.

③ Pinakamataas na presyon ng saksakan: Ang pinakamataas na halaga ng presyon kung saan ang gas ay inilalabas mula sa tambutso ng isang vacuum pump sa panahon ng normal na operasyon.

④ Pre pressure: Ang pinakamataas na halaga ng pressure na kailangang mapanatili sa exhaust port ng vacuum pump upang matiyak ang ligtas na operasyon.

13. Paano pumili ng isang makatwirang sistema ng vacuum pump?

① Ang pumping rate ng vacuum pump ay tumutugma sa isang tiyak na inlet pressure ng vacuum pump;

② Ang mga mekanikal na bomba, Roots pump, at oil booster pump ay hindi maaaring direktang maubos sa atmospera at dapat umasa sa front stage pump upang maitatag at mapanatili ang iniresetang pre pressure upang gumana nang normal.

14. Bakit kailangang idagdag ang mga capacitor sa mga de-koryenteng circuit?

Dahil sa malaking distansya sa pagitan ng induction coil at ng metal furnace material, ang magnetic leakage ay napakaseryoso, ang kapaki-pakinabang na magnetic flux ay napakababa, at ang reactive power ay mataas. Samakatuwid, sa capacitive circuits, ang kasalukuyang humahantong sa boltahe. Upang mabawi ang impluwensya ng inductance at pagbutihin ang power factor, kinakailangan na isama ang isang naaangkop na bilang ng mga de-koryenteng lalagyan sa circuit, upang ang capacitor at inductor ay maaaring magkatulad, at sa gayon ay mapabuti ang power factor ng induction coil.

15. Ilang bahagi ang pangunahing kagamitan ng vacuum induction furnace?

Natutunaw na silid, pagbuhos ng silid, vacuum system, power supply system.

16. Ano ang mga hakbang sa pagpapanatili para sa vacuum system sa panahon ng proseso ng smelting?

① Ang kalidad ng langis at antas ng langis ng vacuum pump ay normal;

② Ang screen ng filter ay normal na nababaligtad;

③ Normal ang sealing ng bawat isolation valve.

17. Ano ang mga hakbang sa pagpapanatili para sa sistema ng suplay ng kuryente sa panahon ng proseso ng smelting?

① Normal ang temperatura ng cooling water ng capacitor;

② Ang temperatura ng langis ng transpormer ay normal;

③ Normal ang temperatura ng tubig sa paglamig ng cable.

18. Ano ang mga kinakailangan para sa mga crucibles sa vacuum induction furnace natutunaw?

① May mataas na thermal stability upang maiwasan ang pag-crack dulot ng mabilis na paglamig at pag-init;

② May mataas na katatagan ng kemikal upang maiwasan ang kontaminasyon ng crucible ng mga refractory na materyales;

③ Pagkakaroon ng sapat na mataas na paglaban sa sunog at mataas na temperatura na lakas ng istruktura upang makayanan ang mataas na temperatura at mga epekto ng materyal sa pugon;

④ Ang crucible ay dapat na may mataas na density at makinis na gumaganang surface upang mabawasan ang surface area ng contact sa pagitan ng crucible at metal liquid, at upang mabawasan ang antas ng adhesion ng metal residues sa ibabaw ng crucible.

⑤ May mataas na katangian ng pagkakabukod;

⑥ Maliit na dami ng pag-urong sa panahon ng proseso ng sintering;

⑦ May mababang pagkasumpungin at mahusay na pagtutol sa hydration;

⑧ Ang materyal na crucible ay may maliit na halaga ng gas release.

⑨ Ang crucible ay may masaganang mapagkukunan ng mga materyales at mababang presyo.

19. Paano pagbutihin ang pagganap ng mataas na temperatura ng mga crucibles?

① Bawasan ang nilalaman ng CaO at ang ratio ng CaO/SiO2 sa MgO na buhangin upang bawasan ang dami ng bahagi ng likido at pataasin ang temperatura kung saan nabuo ang bahagi ng likido.

② Pagbutihin ang katatagan ng mga butil ng kristal.

③ Upang makamit ang isang mahusay na estado ng recrystallization sa sintered layer, upang mabawasan ang porosity, bawasan ang lapad ng hangganan ng butil, at bumuo ng isang mosaic na istraktura, na bumubuo ng isang direktang kumbinasyon ng solid at solid phase, at sa gayon ay binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto ng likidong bahagi.

20. Paano pumili ng angkop na geometric na sukat ng tunawan?

① Ang kapal ng pader ng crucible ay karaniwang 1/8 hanggang 1/10 ng diameter ng crucible (nabuo);

② Ang bakal na likido ay bumubuo ng 75% ng dami ng crucible;

③ Ang anggulo ng R ay nasa paligid ng 45 °;

④ Ang kapal ng ilalim ng furnace ay karaniwang 1.5 beses kaysa sa furnace wall.

21. Ano ang mga karaniwang ginagamit na pandikit para sa knotting crucibles?

① Organic matter: dextrin, pulp waste liquid, organic resin, atbp;

② Mga di-organikong sangkap: sodium silicate, brine, boric acid, carbonate, clay, atbp.

22. Ano ang function ng adhesive (H3BO3) para sa knotting crucibles?

Maaaring alisin ng boric acid (H3BO3) ang lahat ng moisture sa pamamagitan ng pag-init sa ibaba 300 ℃ sa ilalim ng normal na mga pangyayari, at tinatawag itong boronic anhydride (B2O3).

① Sa mababang temperatura, ang ilang MgO at Al2O3 ay maaaring matunaw sa likidong B2O3 upang bumuo ng isang serye ng mga produkto ng paglipat, na nagpapabilis sa solid phase diffusion ng MgO · Al2O3 at nagpo-promote ng recrystallization, na nagiging sanhi ng sintering layer ng crucible na mabuo sa mas mababang temperatura, at sa gayon ay binabawasan ang temperatura ng sintering.

② Sa pamamagitan ng pag-asa sa epekto ng pagkatunaw at pagbubuklod ng boric acid sa katamtamang temperatura, ang semi-sintered layer ay maaaring lumapot o ang lakas ng crucible bago ang pangalawang sintering ay maaaring tumaas.

③ Sa magnesia sand na naglalaman ng CaO, ang paggamit ng mga binder ay maaaring sugpuin ang pagbabagong-anyo ng kristal ng 2CaO · SiO2 sa ibaba 850 ℃.

23. Ano ang iba't ibang paraan ng paghubog para sa mga crucibles?

Dalawang paraan.

① Prefabrication sa labas ng furnace; Pagkatapos paghaluin ang mga hilaw na materyales (electric fused magnesium o aluminum magnesium spinel refractory materials) na may isang tiyak na ratio ng laki ng butil at pagpili ng naaangkop na mga pandikit, sila ay nabuo sa tunawan ng amag sa pamamagitan ng vibration at isostatic pressure na mga proseso. Ang katawan ng crucible ay pinatuyo at pinoproseso sa isang prefabricated crucible sa isang high-temperature tunnel kiln na may pinakamataas na temperatura ng pagpapaputok na ≥ 1700 ℃ × 8 na oras.

② Direktang pumutok sa loob ng pugon; Magdagdag ng naaangkop na dami ng solid adhesive, tulad ng boric acid, sa naaangkop na ratio ng laki ng butil, ihalo nang pantay-pantay, at gumamit ng tamping upang makamit ang siksik na pagpuno. Sa panahon ng sintering, ang iba't ibang mga microstructure ay nabuo sa pamamagitan ng iba't ibang temperatura ng bawat bahagi.

24. Ilang mga layer ang nabuo ng sintering structure ng crucible, at ano ang epekto sa kalidad ng crucible?

Ang istraktura ng sintering ng crucible ay nahahati sa tatlong layer: sintering layer, semi sintering layer, at loose layer.

Sintering layer: Sa panahon ng proseso ng oven, ang laki ng particle ay sumasailalim sa recrystallization. Maliban sa katamtamang laki ng butil ng buhangin sa dulo ng mababang temperatura, ang orihinal na proporsyon ay hindi makikita sa lahat, at ang isang pare-pareho at pinong istraktura ay ipinakita. Ang mga hangganan ng butil ay napakakitid, at ang mga dumi ay muling ipinamamahagi sa mga bagong hangganan ng butil. Ang sintered layer ay isang hard shell na matatagpuan sa pinakaloob na bahagi ng crucible wall, na direktang nakikipag-ugnayan sa tinunaw na metal at nagdadala ng iba't ibang pwersa, kaya ang layer na ito ay napakahalaga para sa crucible.

Maluwag na layer: Sa panahon ng sintering, ang temperatura malapit sa insulation layer ay mababa, at ang magnesium sand ay hindi maaaring sintered o bonded ng glass phase, na nananatili sa isang ganap na maluwag na estado. Ang layer na ito ay matatagpuan sa pinakalabas na bahagi ng crucible at nagsisilbi sa mga sumusunod na layunin: una, dahil sa maluwag na istraktura at mahinang thermal conductivity, ang init na inilipat mula sa panloob na dingding ng crucible patungo sa labas ay nabawasan, binabawasan ang pagkawala ng init, pagbibigay ng pagkakabukod, at pagpapabuti ng thermal efficiency sa loob ng crucible; Pangalawa, ang maluwag na layer ay isang protective layer din. Dahil ang sintered layer ay nakabuo ng isang shell at napunta sa direktang kontak sa likidong metal, ito ay madaling kapitan ng pag-crack. Kapag ito ay nag-crack, ang nilusaw na likidong metal ay lalabas mula sa bitak, habang ang maluwag na layer ay hindi gaanong madaling mag-crack dahil sa maluwag na istraktura nito. Ang likidong metal na tumatagos mula sa panloob na layer ay hinaharangan nito, na nagbibigay ng proteksyon para sa sensing ring; Pangatlo, ang maluwag na layer ay isang buffer pa rin. Dahil sa ang katunayan na ang sintered layer ay naging isang matigas na shell, ang pangkalahatang pagpapalawak ng dami at pag-urong ay nangyayari kapag pinainit at pinalamig. Dahil sa maluwag na istraktura ng maluwag na layer, gumaganap ito ng buffering role sa pagbabago ng volume ng crucible.

Semi sintered layer (kilala rin bilang transition layer): matatagpuan sa pagitan ng sintered layer at ng loose layer, na nahahati sa dalawang bahagi. Malapit sa sintered layer, ang mga impurities ay natutunaw at muling namamahagi o nagbubuklod sa mga particle ng magnesium sand. Ang magnesium sand ay sumasailalim sa bahagyang recrystallization, at ang malalaking butil ng buhangin ay lumilitaw na partikular na siksik; Ang mga bahagi na malapit sa maluwag na layer ay ganap na pinagsama sa pamamagitan ng pandikit. Ang semi sintered layer ay nagsisilbing parehong sintered layer at maluwag na layer.

25. Paano pumili ng sistema ng proseso ng oven?

① Pinakamataas na temperatura ng oven: Kapag ang kapal ng insulation layer ng knotted crucible ay 5-10mm, para sa electric fused magnesia, ang sintered layer ay 13-15% lamang ng kapal ng crucible kapag inihurnong sa 1800 ℃. Kapag inihurno sa isang 2000 ℃ oven, ito ay nagkakahalaga ng 24-27%. Isinasaalang-alang ang mataas na temperatura ng lakas ng tunawan, mas mahusay na magkaroon ng mas mataas na temperatura ng oven, ngunit hindi madaling makakuha ng masyadong mataas. Kapag ang temperatura ay mas mataas kaysa sa 2000 ℃, ito ay bumubuo ng isang pulot-pukyutan na parang istraktura dahil sa sublimation ng magnesium oxide o ang pagbawas ng magnesium oxide sa pamamagitan ng carbon, pati na rin ang matinding recrystallization ng magnesium oxide. Samakatuwid, ang maximum na temperatura ng oven ay dapat na kontrolado sa ibaba 2000 ℃.

② Bilis ng pag-init: Sa maagang yugto ng pag-init, upang mabisang maalis ang moisture mula sa mga refractory na materyales, sapat na preheating ang dapat gawin. Sa pangkalahatan, ang heating rate ay dapat na mabagal sa ibaba 1500 ℃; Kapag ang temperatura ng furnace ay umabot sa itaas ng 1500 ℃, ang electric fused magnesia sand ay nagsisimula sa sinter. Sa oras na ito, dapat gamitin ang mataas na kapangyarihan upang mabilis na magpainit sa inaasahang pinakamataas na temperatura ng oven.

③ Oras ng pagkakabukod: Matapos maabot ng temperatura ng hurno ang pinakamataas na temperatura ng oven, kailangang isagawa ang pagkakabukod sa temperaturang iyon. Ang oras ng pagkakabukod ay nag-iiba depende sa uri at materyal ng furnace, tulad ng 15-20 minuto para sa maliit na electric melting magnesium crucibles at 30-40 minuto para sa malaki at katamtamang electric melting magnesium crucibles.

Samakatuwid, ang rate ng pag-init sa panahon ng oven at ang pagluluto sa pinakamataas na temperatura ng pagluluto sa hurno ay dapat na naaayon