真空電弧爐簡(jiǎn)介

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真空冶金熔煉設(shè)備的一種。爐體為密閉容器，抽成真空或充 以惰性氣體。由爐頂通入的電極和爐底水冷結(jié)晶器通電引弧后，產(chǎn)生電弧，借 電弧熱量使金屬或合金熔化，并在結(jié)晶器內(nèi)凝固。電極由被熔煉的金屬制成的 叫“自耗電極真空電弧爐”，如用不熔化的材料作電極的叫“非自耗電極真空電 弧爐”。（2）自耗電極式電弧爐，它是用被熔煉的金屬作電極，金屬電極邊熔化、邊自身消耗。產(chǎn)品中雜質(zhì)少，氣體含量低、鑄錠組織好，具有優(yōu)良的機(jī)械和物理性能。 適宜于熔煉高熔點(diǎn)金屬、活性金屬、特殊鋼和金屬。

電弧爐原理介紹

電弧是氣體的一種弧光放電。氣體弧光放電表現(xiàn)為極間電壓很低，但通過(guò)氣體的電流卻很大，有耀眼的白光，弧區(qū)溫度很高（約5000k）。巨大的電流密度來(lái)自于陰極的熱電子發(fā)射，以及電子的自發(fā)射，即在陰極附近有正離子層，形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，使陰極自動(dòng)發(fā)射電子。大量電子在極間碰撞氣態(tài)分子使之電離，產(chǎn)生更大量的正離子和二次電子，在電場(chǎng)作用下，分別撞擊陰極和陽(yáng)極，結(jié)果獲得高溫。陰極因電子發(fā)射用去部分能量，所以溫度低于陽(yáng)極。也有同時(shí)采用自耗電極和非自耗電極的爐型，由自耗電極提供主爐料，由非自耗電極進(jìn)行輔助加熱，澆制鑄件的爐子往往采用這樣的爐型。極間也因部分正離子與電子復(fù)合放熱而產(chǎn)生高溫。電弧爐即是用這種原理熔煉金屬的工業(yè)爐。

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電弧爐設(shè)備的組成

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以真空自耗電弧爐為例說(shuō)明如下。成套設(shè)備由爐體、水冷銅坩堝、真空機(jī)組、光學(xué)觀察裝置、控制系統(tǒng)、直流電源等部分組成， 如圖所示。爐體由爐殼、上下端蓋、電極桿及其升降機(jī)構(gòu)、爐架等組成。電極桿與上端蓋間有滑動(dòng)密封裝置，桿的下端接自耗電極、上端連升降機(jī)構(gòu)。爐體下端接坩堝。坩堝通常做成圓筒形，分內(nèi)外兩層，分別用銅和不銹鋼制造，中間可通水冷卻。熔煉時(shí)，金屬熔滴滴入坩堝后先形成熔池，然后逐漸冷凝結(jié)晶成錠子。因此這種坩堝又叫水冷銅結(jié)晶器。真空電弧爐工作中，特別當(dāng)熔煉鈦、鋯等活潑金屬時(shí)，如冷卻水進(jìn)入坩堝，會(huì)引起炸裂。還有一種坩堝呈半球形，有澆注口，可傾倒。熔煉時(shí)，其內(nèi)面會(huì)結(jié)上一層由被熔金屬本身冷凝成的殼體。采用這種坩堝的爐子用來(lái)在真空中澆制鑄件， 又叫凝殼爐或殼式真空電弧熔鑄爐。 

電弧爐的工藝性能介紹

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由于電弧爐煉鋼爐內(nèi)氣氛可控、爐渣調(diào)整或更換的操作比較易行，而且能夠在同一套操作系統(tǒng)之中來(lái)完成熔化、脫碳、脫磷、去氣、除夾雜，溫度控制、成分調(diào)整（合金化）等各階段的復(fù)雜工藝操作?？梢詮V泛應(yīng)用于高純金屬，難熔金屬，半導(dǎo)體材料及射性材料的冶煉及稀土材料的熔煉。電弧爐煉鋼可以間斷性生產(chǎn)，在一定范圍內(nèi)可以靈活地調(diào)換生產(chǎn)品種。

此外，現(xiàn)代電弧爐還可以大量使用輔助能源，如噴吹重（輕）油、煤粉、然氣等。因此，電弧爐煉鋼工藝適應(yīng)性強(qiáng)，操作靈活，應(yīng)用廣泛。