陳榮

（應(yīng)達(dá)工業(yè)（上海）有限公司，上海201203）

1 真空感應(yīng)爐介紹

1.1 真空感應(yīng)爐簡(jiǎn)介

真空感應(yīng)冶煉，英文名為Vacuum Induction Melting（VIM），采用了感應(yīng)加熱（中頻）的系統(tǒng)理論實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為熱源能量，即類似圓盤電纜產(chǎn)生渦流一樣的原理促使被熔化金屬（待熔煉原料）由于渦流生熱而熔化，在熔化過(guò)程中去除雜質(zhì)、合金成分調(diào)整、有害元素去除、添加有益元素、均勻化成份，改善產(chǎn)品綜合性能，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)金屬產(chǎn)品的熔煉方式。 這些工藝流程全部是在真空條件下完成的，原因是真空條件下可以比較容易地將溶于鋼和合金中的氧、氮、氫和碳去除到遠(yuǎn)比大氣下冶煉更低的含量水平，同時(shí)對(duì)在高溫熔煉溫度下蒸氣壓比基體金屬高的雜質(zhì)元素可以通過(guò)揮發(fā)去除，而合金中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活潑元素的成份通過(guò)真空設(shè)備的特殊配置氬氣分壓功能控制，因此經(jīng)過(guò)真空感應(yīng)熔煉的金屬材料可明顯地提高韌性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性能等多種性能，可以生產(chǎn)各種特殊材料合金，是保障這些特殊材料生產(chǎn)的不可缺少的裝備之一。真空感應(yīng)爐一般分為間斷式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種，其真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)作為重要的組成部分,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量。標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)芯感應(yīng)爐體包括鋼外殼、感應(yīng)線圈、感應(yīng)線圈固定支撐結(jié)構(gòu)等。爐體通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)前傾澆鑄產(chǎn)品，后傾輔助攪拌，化解“熔煉架橋”等問(wèn)題。鋼外殼起到保證爐體結(jié)構(gòu)剛性并確保實(shí)現(xiàn)熔融金屬的冶煉、澆鑄等功能；感應(yīng)圈提供感應(yīng)磁場(chǎng)，提供熔化金屬的能量；感應(yīng)圈支撐結(jié)構(gòu)是固定感應(yīng)圈的機(jī)構(gòu)，保證感應(yīng)圈保持剛性標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；磁軛連接感應(yīng)線圈和外部鋼殼體，該磁軛覆蓋線圈約80%的周邊，盡量保證了勵(lì)磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不外漏。同時(shí)圓柱形的鋼殼體外一般會(huì)配置相對(duì)應(yīng)的檢查窗口，從檢查窗口可以輕易檢查并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部感應(yīng)線圈問(wèn)題以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理。

1.2 真空感應(yīng)爐的組成

標(biāo)準(zhǔn)的真空感應(yīng)爐一般由熔煉室、鑄模室、上加料室、側(cè)加料室（一般大于2.5T 爐型配置）、溜槽室、熔煉坩堝、真空系統(tǒng)等組成。熔煉室是最大的真空腔體，熔煉坩堝、模車、模車控制機(jī)構(gòu)等都部署其中，是實(shí)現(xiàn)熔煉的場(chǎng)所和空間；鑄模室是精煉完成后產(chǎn)品澆鑄的空間，配備模車和模車機(jī)械結(jié)構(gòu)；上加料室，是單獨(dú)的真空腔體，實(shí)現(xiàn)小批次材料添加、合金元素添加、測(cè)溫取樣功能；測(cè)加料為單獨(dú)的真空腔體，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)的熔煉材料添加，可以保持熔煉室真空狀態(tài)下連續(xù)加料，保護(hù)高溫條件下的坩堝避免受到大氣侵蝕；溜槽室也是單獨(dú)的真空腔體，在出鋼前放入加熱的流槽，保證熔融的鋼水通過(guò)溜槽分別澆鑄到鑄模中；熔煉電源提供熔煉時(shí)的能量，即提供頻率、電流、功率、攪拌功率等能量并按照操作人員的指令精準(zhǔn)控制；Crucible 即為坩堝（熔爐），是由耐火材料通過(guò)特殊的工藝燒結(jié)成型的容納冶煉金屬的裝置。被熔煉金屬或合金在熔爐中進(jìn)行冶煉、工藝控制、化學(xué)成分控制、精煉等，實(shí)現(xiàn)在熔融金屬中的各種工藝控制。

輔助系統(tǒng)包括水、壓縮空氣、液壓和氬氣。水提供真空感應(yīng)爐所有的冷卻，包括真空系統(tǒng)泵組冷卻、坩堝冷卻、熔煉電源冷卻等；壓縮空氣提供動(dòng)力能源，例如真空閥門的動(dòng)作、各種控制氣缸的動(dòng)作等；液壓系統(tǒng)提供重載動(dòng)力能源，比如坩堝傾翻動(dòng)作、模車動(dòng)作、側(cè)加料動(dòng)作、上加料動(dòng)作等；氬氣提供熔煉時(shí)分壓功能，同時(shí)兼顧安全功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障可以立即實(shí)現(xiàn)回填至大氣狀態(tài)，避免故障擴(kuò)大化。

1.3 通用技術(shù)真空技術(shù)指標(biāo)

?

1.4 真空系統(tǒng)配置

初級(jí)真空系統(tǒng)一般配置4 臺(tái)真空泵500M3/H，2 臺(tái)5,000M3/H羅茨泵；高真空系統(tǒng)一般配置2 臺(tái)真空泵500 M3/H，2 臺(tái)5,000M3/H 羅茨泵和4 臺(tái)4,400 L/S 的油增壓泵，例如Edwards 18B4 組成。 熔煉電源額定功率一般為750KW，500HZ，所需熔煉功率815KAV。最大熔煉溫度可以達(dá)到1,700°C。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，熔煉噸位、熔煉電源也不斷增大，國(guó)內(nèi)真空感應(yīng)爐常規(guī)爐型已經(jīng)增至6-12 噸?？刂葡到y(tǒng)由PLC 如SLC500，Studio5000 等配合上位機(jī)HMI 組成。

2 真空感應(yīng)熔煉爐VIM 的熔煉機(jī)理

2.1 真空感應(yīng)熔煉爐VIM原理

真空感應(yīng)爐，顧名思義是在真空的氛圍下實(shí)現(xiàn)金屬合金的冶煉，是電磁感應(yīng)原理在被熔煉金屬合金中形成渦流生熱進(jìn)行加熱冶煉的方法。真空系統(tǒng)、真空度、真空抽空時(shí)間、氬氣分壓度、溫度等均可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。對(duì)于冶金雜質(zhì)去除、合金在線取樣、成份調(diào)整等可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。已成為冶金工業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼、工具鋼（合金）、高速鋼、軸承鋼等特殊金屬材料的重要裝備。

2.2 真空感應(yīng)熔煉爐的熔煉優(yōu)勢(shì)

杜絕外來(lái)物的污染問(wèn)題是電磁感應(yīng)對(duì)熔煉金屬加熱的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，鑒于這種獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，可以生產(chǎn)對(duì)鋼和合金中碳含量要求非常低的產(chǎn)品，冶煉的合金超高純潔，性能高、品質(zhì)優(yōu)。對(duì)于由生產(chǎn)原材料混入產(chǎn)品的各種雜質(zhì)可通過(guò)真空感應(yīng)爐的特殊功能精準(zhǔn)控制其揮發(fā)狀態(tài)，精準(zhǔn)去除，因此對(duì)熔煉金屬可以提純，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。真空感應(yīng)爐冶煉時(shí)可利用真空特性以及真空感應(yīng)爐的配置進(jìn)行精準(zhǔn)脫氧，產(chǎn)品的清潔度進(jìn)一步提高，精準(zhǔn)調(diào)整和控制化學(xué)成份。

2.3 電磁感應(yīng)線圈加熱的原理

焦耳——楞茨（Joule-Lenz）定律的電流熱效應(yīng)理論和電磁感應(yīng)定律- 法拉第Faraday 相互完美組合是感應(yīng)加熱的基本理論。電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指形成回路的導(dǎo)電體產(chǎn)生磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的電壓，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小和交變的電磁場(chǎng)有關(guān)，通過(guò)感應(yīng)電流形成感應(yīng)加熱，使需要熔煉的金屬合金吸收熱量熔化，進(jìn)而進(jìn)行熔煉的工藝過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，感應(yīng)回路都是由若干匝數(shù)的線圈串聯(lián)組成，以N 表示匝數(shù)，如果磁通量通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的加工制造，要求是每一個(gè)匝數(shù)磁通量一致，其表達(dá)式為φ=nφ，φ 在表達(dá)式中表示磁通量，單位是Wb。自由電子在運(yùn)動(dòng)中形成電流，即可理解為這是在閉合回路中流動(dòng)的感應(yīng)電流，其運(yùn)動(dòng)時(shí)需要克服相應(yīng)的電磁阻力，因此其能量將被消耗一部分形成其他能量做功。這些消耗的能量根據(jù)能量守恒定律轉(zhuǎn)化為熱量。

焦耳楞次定律（Joule-Lenz's law）的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

Q=I2Rt, 式中

Q——導(dǎo)體的發(fā)熱量

I——感應(yīng)電流

T——導(dǎo)體上通過(guò)電流的時(shí)間

感應(yīng)加熱方法的基本物理原則是電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電流的熱效應(yīng)現(xiàn)象。

2.3.1 感應(yīng)電流的布局

集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和圓環(huán)效應(yīng)是感應(yīng)電流在需要熔煉的金屬中分布時(shí)的三種效應(yīng)。正確利用這三種效應(yīng)非常有利于控制熔煉時(shí)所需要的熔煉參數(shù)，進(jìn)而精準(zhǔn)控制熔煉。由于爐料形狀、爐料占總裝爐量的體積、比例、密度、導(dǎo)電率、熔點(diǎn)等因素均能影響電源參數(shù)的選擇、熔化速率的選擇等。這些參數(shù)的合理選擇，再配合合適的真空度抽速，可以滿足不同材質(zhì)的合理的熔化要求。當(dāng)導(dǎo)體中有頻率交變的電流流通時(shí)，電流流動(dòng)的程度不是均勻的，表現(xiàn)為電流密度從導(dǎo)體外面到內(nèi)部減弱的趨勢(shì)，也就是說(shuō)，電流集膚效應(yīng)就是單位電流流經(jīng)導(dǎo)電體表面時(shí)，電流最大。 通電導(dǎo)體除了本身由于外部電源的作用產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)外，由于其本身通過(guò)電流時(shí)又產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，它和外部電源作用的電動(dòng)勢(shì)方向相反，相互疊加的結(jié)果是削弱了外部電源做功的電動(dòng)勢(shì)。由于感應(yīng)電流作用于被加熱金屬中，其內(nèi)部通過(guò)的磁通較大，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，通過(guò)疊加削弱了外部電源做工的電動(dòng)勢(shì)也較大；反之，其被加熱金屬外部的通過(guò)的磁通較少，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較小，通過(guò)疊加削弱了外部電源做工的電動(dòng)勢(shì)也較小。這樣，兩種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和外部做工的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互疊加，最終體現(xiàn)出來(lái)的就是被加熱金屬表面的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，即表面的電流最大，這就是引起表面集膚效應(yīng)的根本原因。

2.3.2 感應(yīng)加熱原理

如果坩堝內(nèi)（感應(yīng)圈內(nèi)）裝有金屬材料，金屬材料處于通電的感應(yīng)圈內(nèi)將會(huì)被交變的磁力線穿過(guò)，由于磁力線的交變特性，既可以理解為金屬材料與磁力線產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即切割磁力線，從而形成相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。焦耳一愣茨定律則繼續(xù)發(fā)揮作用，形成閉環(huán)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)形成電流，電流流動(dòng)時(shí)需要克服阻力，即電阻。因此，當(dāng)電流流經(jīng)電阻時(shí)產(chǎn)生大量的熱量并以熱能的形式加以釋放。即當(dāng)感應(yīng)爐通過(guò)感應(yīng)電源被施加交流電后，在感應(yīng)圈內(nèi)根據(jù)相關(guān)的電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在閉環(huán)的狀態(tài)下形成感應(yīng)電流，感應(yīng)電流根據(jù)集膚效應(yīng)及焦耳- 楞次定律產(chǎn)生加熱能量對(duì)待熔煉金屬加熱做功，逐步熔化金屬實(shí)現(xiàn)冶金熔煉。

3 真空感應(yīng)爐熔煉工藝

標(biāo)準(zhǔn)的熔煉工藝一般分為4 個(gè)步驟：待熔化材料加料、升溫熔化、精煉、出鋼澆鑄。

3.1 待熔化材料加料

加料是指在熔煉前經(jīng)待熔煉金屬裝填到坩堝中的作業(yè)。加料通用法則一般如下：

3.1.1 裝料之前檢查坩堝，確保坩堝處理干凈，沒(méi)有其他雜質(zhì)原料保留其中，同時(shí)檢查坩堝的各項(xiàng)功能是否正常；

3.1.2 材料要烘干除銹和處理，避免水分及潮氣帶入材料中，尤其是材料內(nèi)部的密閉腔體內(nèi)需要特殊關(guān)注，避免有液體被封入其中，否則熔煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆濺等影響安全的因素；

3.1.3 一般來(lái)說(shuō)，裝料時(shí)保持下部密實(shí)，密度越大越好，即小料盡量向中下部擺放，中大料向中上部擺放，這樣可以避免熔煉時(shí)材料相互卡住或者形成“搭橋”現(xiàn)象；

3.1.4 容易揮發(fā)的元素加入時(shí)需要使用專用的合金加料倉(cāng)進(jìn)行加料，同時(shí)要控制真空度，對(duì)真空度要求不高的熔煉，例如在10Pa-50Pa 之間，此時(shí)可采用分壓功能沖入部分氬氣；

3.1.5 活潑金屬加入時(shí)更要控制原料的純度、干燥度以及系統(tǒng)的真空度，確保緩慢加入，減少其燃燒損失并通過(guò)取樣分析來(lái)補(bǔ)充。標(biāo)準(zhǔn)的真空感應(yīng)爐都有專設(shè)的加料裝置，間斷式、半連續(xù)式和連續(xù)式的感應(yīng)爐都有不同的加料方式。間斷式的都是在大氣狀態(tài)下加料，加料完畢關(guān)閉爐門抽空，同時(shí)可緩慢施加一定的電源功率開(kāi)始烘烤爐料。當(dāng)真空度達(dá)到工藝規(guī)定的壓強(qiáng)即利用真空系統(tǒng)的精確控制保持壓強(qiáng)的平衡，同時(shí)開(kāi)始緩慢提升功率進(jìn)行升溫、熔化爐料。配備合金加料腔室和測(cè)溫取樣腔室，這兩個(gè)真空腔室獨(dú)立于熔煉室，具有單獨(dú)抽空能力的腔室，可以保證在熔煉室真空狀態(tài)下，即被熔煉金屬處于熔融狀態(tài)下可以單獨(dú)對(duì)這兩個(gè)腔室進(jìn)行抽空、破空，實(shí)現(xiàn)通過(guò)合金加料室添加合金調(diào)節(jié)成份，同時(shí)也可添加少量的待熔煉金屬，但是這種方式添加的金屬量非常小。半連續(xù)加料方式，真空感應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)配置需要增加不同的真空腔室，即上加料室、溜槽室、鑄模室、合金加料室。這些不同的腔室相互獨(dú)立，可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)抽空。當(dāng)一次熔煉結(jié)束后，坩堝還持續(xù)熱態(tài)，此時(shí)利用上加料室配合加料桶，實(shí)現(xiàn)小批量的加料。但是如果需要大量加料，爐蓋還需要打開(kāi)，這樣的缺點(diǎn)是熔煉室需要破除真空，造成坩堝急冷并受到大氣侵蝕而降低耐火材料壽命；連續(xù)加料方式，其結(jié)構(gòu)除了和半連續(xù)加料方式相同外，增加了側(cè)加料室。除了實(shí)現(xiàn)上述功能外，可以進(jìn)行連續(xù)真空狀態(tài)下加料，即一次熔煉結(jié)束后，坩堝還處于熱態(tài)，此時(shí)熔煉室不需要破真空。在此之前，側(cè)加料室預(yù)先在大氣狀態(tài)下已經(jīng)填充了一次熔煉的被熔煉金屬，然后抽真空，一般保持和熔煉室的真空度在3-5 倍偏差以內(nèi)即可，即熔煉室是5Pa，可在25Pa 以內(nèi)時(shí)即開(kāi)啟熔煉室和側(cè)加料室的平衡閥門，保持兩個(gè)腔體真空度平衡，開(kāi)啟連接兩個(gè)腔體中間的隔離閥，通過(guò)震動(dòng)加料器將被熔煉金屬送入坩堝中，實(shí)現(xiàn)真空狀態(tài)下加料。

3.2 升溫熔化

完成加料后即可開(kāi)始送電升溫熔化，熔化期的主要任務(wù)就是使?fàn)t料熔化，避免合金元素的燒損以及脫硫。但是熔化速度需要精準(zhǔn)控制，原因是爐料熔化時(shí)并不是想象中的各部分均勻被加熱熔化，而是裝料方式、密實(shí)度、爐料的潔凈度、感應(yīng)圈的感應(yīng)特性等造成各個(gè)部位產(chǎn)生的溫度并不均勻，因此爐料的熔化速度是不均勻的，非精準(zhǔn)的熔化速度極易產(chǎn)生大量的飛濺或者材料“搭橋”現(xiàn)象，尤其是原材料潔凈度不好時(shí)，噴濺的狀態(tài)會(huì)更加惡劣，因此要保持比較高的真空度和比較緩慢的熔化速率。

若發(fā)生噴濺現(xiàn)象，噴濺的鋼液遇到?jīng)]有熔化的待熔化金屬會(huì)以熔融狀態(tài)黏貼上去，形成類似焊接的機(jī)理而導(dǎo)致“搭橋”現(xiàn)象。解決方法一是利用上加料室添加重量較大的塊料將“搭橋”破壞；方法二是利用坩堝配備的傾爐裝置進(jìn)行坩堝前傾或者后傾來(lái)解決，通過(guò)傾翻爐體讓液態(tài)金屬逐步熔化“搭橋”的金屬以破壞“搭橋”；方法三，降低真空度，方式是降低抽速、視具體情況關(guān)閉一組或幾組泵組、降低脫氣強(qiáng)度，有利于降低“搭橋”風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 精煉

精煉期間的主要工作是液態(tài)金屬提純和成份調(diào)整，使之符合產(chǎn)品的化學(xué)成分要求，目標(biāo)是去除有害雜質(zhì)，降低氣體含量，進(jìn)行合金化。爐料熔清后根據(jù)工藝要求和計(jì)算加入定量的石墨或者其他的脫氧劑進(jìn)行脫氧反應(yīng)。由于真空熔煉氛圍，氧和碳迅速進(jìn)行化合反應(yīng)生成大量的一氧化碳并以氣體的形式從鋼液中逸出，被真空系統(tǒng)排出。熔煉初期，鋼液是比較沸騰的，原因就是熔煉時(shí)通過(guò)人為添加化合物，使大量的非需要保留的元素迅速和化合物反應(yīng)，生成氣體排出。當(dāng)鋼液中的非保留元素反應(yīng)并排出的工藝過(guò)程接近尾聲時(shí)，鋼液將逐步趨于平穩(wěn)并進(jìn)一步的徹底的反應(yīng)分解，排出鋼液；同時(shí)系統(tǒng)在繼續(xù)抽真空，雜質(zhì)在高溫和真空狀態(tài)下被分解、排出，鋼液進(jìn)一步得到凈化。

當(dāng)鋼液中氣體及夾雜物含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，可考慮加入部分的活潑元素和微量添加元素，其目的是提高鋼液的溫度，為下一步的澆鑄做準(zhǔn)備，同時(shí)也可以微量的調(diào)整成份。有些元素會(huì)與鋼液中氧發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，此時(shí)需要審慎判斷并分部分量添加，減少反應(yīng)強(qiáng)度。

精煉過(guò)程中升高溫度會(huì)促進(jìn)反應(yīng)，溫度的升高有利于氮化合物的分解和氮含量的降低，有利于脫氮反應(yīng)；溫度的升高有利于微量有害雜質(zhì)的反應(yīng)析出并蒸發(fā)去除。由于溫度過(guò)高會(huì)使鋼水和坩堝的耐火材料等發(fā)生冶煉過(guò)程中不希望的物理化學(xué)反應(yīng)，因而在此階段，液態(tài)金屬的溫度也不是越高、時(shí)間越長(zhǎng)越好。

為了提高熔煉金屬的純潔度，排出雜質(zhì)，最重要的方法是使雜質(zhì)通過(guò)高溫合金反應(yīng)，生成氣態(tài)物質(zhì)而被真空系統(tǒng)排出。因此較高的真空度配合合理的合金反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)提純金屬的目的，但是真空度不是越高越好，一些合理的合金元素可能在極高的真空度下被高溫蒸發(fā)并散失，同時(shí)高真空也加劇了液態(tài)金屬和耐火材料發(fā)生反應(yīng)的可能性，因此合理控制真空度，并合理使用真空感應(yīng)爐配置的分壓系統(tǒng)功能來(lái)適時(shí)的填充惰性氣體（一般為氬氣）來(lái)避免合理元素的散失，排出雜質(zhì)。

精煉期主要是對(duì)熔煉金屬進(jìn)行精煉提純，重點(diǎn)是去除氣體和夾雜物，因此要及時(shí)分析鋼液成份，及時(shí)了解鋼液狀態(tài)，在其達(dá)到最后狀態(tài)后要及時(shí)澆鑄，因?yàn)楦邷貭顟B(tài)下的精煉期如果時(shí)間太久可能反而會(huì)產(chǎn)生增氧等問(wèn)題，因此經(jīng)過(guò)取樣分析后在鋼液中O2含量最低時(shí)可以考慮出鋼澆鑄。

一般情況下可以參考如下?tīng)t型和相適應(yīng)的精煉時(shí)間（主要根據(jù)雜質(zhì)去除情況、脫氣情況、合金化程度、有害元素去除程度等多種因素考慮）：

?噸位 kg 精煉時(shí)間 Min 6-10 -15 -35 -80

3.4 出鋼澆鑄

出鋼澆鑄前經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的精煉，鋼液的成份已經(jīng)達(dá)到需要的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)重點(diǎn)應(yīng)該關(guān)注鋼液的溫度。溫度過(guò)低則影響澆鑄，可能會(huì)出現(xiàn)堵塞澆鑄通道；溫度過(guò)高又增加了影響產(chǎn)品品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)及澆鑄危險(xiǎn)性。體積較小的鑄錠可以在真空腔體中通過(guò)小的中間包或者直接澆鑄成型；大型鑄件則需要較長(zhǎng)的中間包，將鐵水引流到鑄模上方進(jìn)行澆鑄，中間包在澆鑄前需要提前加熱，一般為700-900 度，原則上溫度越高越高，這樣越不容易堵塞澆鑄通道。一般來(lái)說(shuō)，澆鑄溫度應(yīng)比鋼液的熔點(diǎn)高100度左右以提高鋼液的流動(dòng)性。對(duì)于含有特殊合金元素的鋼液，比如Mo, Al, Co 等，應(yīng)特殊對(duì)待，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制合適的功率以保持合適的澆鑄溫度。

4 結(jié)論

本文主要介紹了當(dāng)前國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)的真空感應(yīng)爐的基本原理、配置、功能、冶煉、澆鑄等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，旨在讓有這方面需求同時(shí)又沒(méi)有接觸過(guò)這種裝備的人員對(duì)該技術(shù)有一定的全方位了解，也可作為裝備升級(jí)改造的參考范例。

產(chǎn)品品質(zhì)的提升是基于裝備先進(jìn)性和落后裝備的升級(jí)改造，因此投入一定的資金成本配置先進(jìn)的裝備可以提高產(chǎn)品的品質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力，形成一種良性循環(huán)。由于篇幅和方向的限制，本文沒(méi)有更深入的研究真空感應(yīng)熔煉各方面的知識(shí)和技巧，感興趣的人員可進(jìn)一步研究以提高真空感應(yīng)熔煉技術(shù)和水平，最大限度發(fā)揮這種先進(jìn)制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)，提升企業(yè)的國(guó)內(nèi)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。