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真空熱處理爐
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真空感應爐冶煉百問百答

2021-04-09 17:10:40

真空感應爐基礎理論

1、什么是真空?

某密閉容器里面,由于氣體分子數目減少,氣體分子作用于單位面積上的壓強降低,此時該容器內部壓強低于常壓,這種比常壓低的氣態空間就稱”真空”。

2、真空感應爐的工作原理?

主要是應用電磁感應的作用,在金屬爐料本身產生電流,再依靠金屬爐料本身的電阻,按照焦耳——楞次定律,將電能轉換為熱能,用以熔煉金屬。

3、真空感應爐的電磁攪拌是如何形成的?

坩鍋中的熔融金屬在感應圈產生的磁場中產生電動力,由于集膚效應,熔融金屬產生的渦流與感應圈中通過的電流方向相反,產生相互排斥作用;熔融金屬受到的排斥力始終指向坩鍋的軸線方向,熔融金屬也被推向坩鍋的中心;又由于感應圈是短線圈,兩頭有短部效應,所以在感應圈兩頭相應電動力變小,電動力分布為上下兩頭小,中間大。在這種力作用下,金屬液首先從中部向坩鍋軸線運動,到中心后分別向上和向下流去,此種現象不斷的循環下去,便形成金屬液體的激烈運動。實際冶煉時可以清除看到金屬液在坩鍋中心部分向上隆起,上下翻騰的現象,這就是電磁攪拌。

4、電磁攪拌有何作用?

①可以加速熔煉過程中的物化反應速度;②使被熔融金屬液成分均勻;③坩鍋內金屬液溫度趨于一致,導致熔煉中反應徹底完成;④攪拌的結果克服了自身靜壓力的作用,把坩鍋深處的融解氣泡翻到液面上來,便于氣體排出,減少合金的氣體夾雜含量。⑤猛烈攪拌增強金屬液對坩鍋的機械沖刷,影響坩鍋壽命;⑥加速坩鍋耐火材料在高溫下的分解,構成對熔融合金的再次污染。

5、什么是真空度?

真空度表示低于一個大氣壓的氣體的稀薄程度,常用壓強表示。

6、什么是漏氣率?

漏氣率指真空設備封閉后單位時間內的壓力增高量。

7、什么是集膚效應?

集膚效應指交流電通過導體(冶煉中指爐料)時,在導體截面上出現電流分布不均勻現象,越靠導體表面電流密度越大,越向中心部位電流密度越小的現象。

8、什么是電磁感應?

交變電流通過導線,在其周圍產生交變磁場,而把封閉導線放在變化的磁場中,導線內又會產生交變電流。這種現象稱為電磁感應。

9、真空感應爐漏氣度計算公式?

P2-P1

E = ————(Pa/min)

△t

10、真空感應爐冶煉的優點有那些?

①沒有空氣和爐渣污染,冶煉的合金純凈,性能水平高;

②真空下冶煉,創造了良好的去氣條件,熔煉出的鋼和合金氣體含量低;

③真空條件下,金屬不易氧化;

④原料帶入的雜質(Pb、Bi等)在真空狀態下可以揮發一部分,使材料得到提純;

⑤真空感應爐冶煉時,可以用碳脫氧,脫氧產物是氣體,合金純度高;

⑥能準確的調整和控制化學成分;

⑦可以使用返回料。

11、真空感應爐冶煉的缺點有那些?

① 設備復雜,價格昂貴,投資大;

② 維修不方便,冶煉費用高,成本比較高;

③ 冶煉過程中坩堝耐火材料污染金屬;

④ 生產批量小,檢驗工作量較大。

第二章真空感應爐設備維護

12、真空泵的主要基本參數和含義是什么?

① 極限真空度:真空泵進氣口封死情況下,經長時間抽空所能獲得的低壓強穩定值(即能獲得高穩定的真空度),稱泵的極限真空度。

② 抽氣速率:泵在單位時間內所抽出的氣體體積稱為真空泵的抽氣速率。

③ 大出口壓強:真空泵正常工作時,在排氣口處排出氣體的大壓強值。

④ 前置壓強:為保證真空泵安全運轉,在泵的排氣口處所需維持的大壓強值。

13、如何選擇合理的真空泵組系統?

① 真空泵的抽氣速率與一定的真空泵入口壓強相對應;

② 機械泵、羅茨泵、油增壓泵不能直接向大氣排氣,必須依靠前級泵建立并維持規定的前置壓強,才能正常工作。

14、為什么在電器回路中要加入電容器?

由于感應圈和金屬爐料之間距離很大,漏磁非常嚴重,有用磁通很少,無功功率大,因此在電容性電路上,電流超前于電壓,為抵消電感的影響,提高功率因數,必須在回路中并入適當數量的電容器,使電容與電感發生并聯諧振,從而提高感應圈功率因數。

15、真空感應爐的主體設備有幾部分?

熔煉室、澆注室、真空系統、電源系統。

16、冶煉過程中對真空系統的維護事項?

① 真空泵油質、油位正常;

② 過濾網倒換正常;

③ 各隔離閥門密封正常。

17、冶煉過程中對電源系統的維護事項?

① 電容器冷卻水溫度正常;

② 變壓器油溫正常;

③ 電纜冷卻水溫正常。

第三章真空感應爐坩鍋制備

18、真空感應爐熔煉對坩鍋有那些要求?

① 有高的熱穩定性,避免急冷急熱產生裂紋;

② 有高的化學穩定性,防止耐火材料對坩鍋污染;

③ 有足夠高的耐火度和高溫結構強度,用來承受高溫和爐料沖擊;

④ 坩鍋應有高的致密度和光滑的工作表面,以減少坩鍋與金屬液接觸的表面積,降低金屬殘渣在坩鍋表面附著程度。

⑤ 具有高的絕緣性;

⑥ 燒結過程中體積收縮??;

⑦ 有較低的揮發性和良好的抗水化性;

⑧ 坩鍋材料有較小的放氣量。

⑨ 坩鍋材料資源豐富,價格低廉。

19、如何提高坩鍋的高溫性能?

① 降低MgO砂中CaO及的含量和CaO/ SiO2的比值,以減少液相量和提高產生液相的溫度。

② 提高晶體晶粒的穩定性。

③ 使燒結層達到良好的再結晶狀況,以減小氣孔率,減小晶界寬度,并形成鑲嵌結構,構成固相與固相的直接結合,從而降低液相的有害作用。

20、如何選擇合適的坩鍋幾何尺寸?

① 坩鍋壁厚一般為坩鍋(成型)直徑的1/8~1/10;

② 鋼液占坩鍋容積的75%;

③ R的角度為45°左右;

④ 爐底厚度一般為爐壁的1.5倍。

21、打結坩鍋常用的粘合劑有那些?

① 有機物:糊精、紙漿廢液、有機樹脂等;

② 無機物:水玻璃、鹵水、硼酸、碳酸鹽、粘土等。

22、打結坩鍋的粘合劑(H3BO3)有什么作用?

硼酸(H3BO3)在一般情況下,經300℃以下加熱,即可脫去全部水分,稱為硼酐(B2O3)。

① 在不高的溫度下,部分MgO、Al2O3可以溶入到液態的B2O3中形成一系列過渡產物,加快了MgO·Al2O3的固相擴散從而促進了再結晶,使坩鍋燒結層在較低的溫度下開始形成,從而降低了燒結溫度。

② 靠硼酸在中溫的熔化和粘結作用,增厚半燒結層,或增加二次燒結前坩鍋的強度。

③ 在含過CaO的鎂砂中,靠粘結劑來抑制850℃以下的2CaO·SiO2發生晶型變化。

23、坩鍋有幾種成型方式,各是什么?

2種方式。

① 爐外預制;將坯料(電熔鎂、或鋁鎂尖晶石耐火材料)按一定粒度配比和選擇合適的粘合劑混合后,在坩鍋模內通過震動、等靜壓過程成型、坩鍋坯體經烘干處理,在高溫隧道窯內其高燒成溫度≥1700℃×8h焙燒加工成預制坩鍋。

② 爐內直接搗打;在合適的粒度配比中加入適量的固態粘合劑,如硼酸等,混合均勻后,采用搗固以達到致密充填,燒結時靠各部分溫度不同,形成不同的組織結構。

24、坩鍋的燒結結構分幾層,是如何形成的,對坩鍋質量有何影響?

坩鍋燒結結構分為三層,燒結層、半燒結層和松散層。

燒結層:烤爐時粒度發生再結晶,除低溫端有中等砂粒度,其余完全看不出原來的配比,而呈現均勻細致的結構,晶界很窄,雜質重新分布在新晶界上。燒結層是位于坩鍋壁里面的一層堅硬殼體,它直接與被熔煉金屬接觸,直接承受各種力作用,所以這一層對坩鍋是十分重要的。

松散層:燒結時靠近絕熱層部分溫度低,鎂砂既不能燒結,也不能被玻璃相粘結,處于完全松散狀態。這一層位于坩鍋的外面,所起作用有:因為這一層結構松散,熱傳導能力差,使從坩鍋內壁往外傳出的熱量少,減少熱損耗,起到保溫作用,提高坩鍋內熱效率;第二,松散層又是保護層。因為燒結層已成殼體,直接與液態金屬接觸,容易產生裂紋,一旦它產生裂紋,熔融液態金屬要從裂紋中向外滲出,而松散層由于結構疏松,不易產生裂紋,從里層滲出的金屬液被他給擋住,對感應圈起到保護作用;第三,松散層還是一個緩沖區。因燒結層已成堅硬殼體,受熱和冷卻時,重要產生總體體積膨脹和收縮現象,由于松散層結構疏松,對坩鍋體積變化起到緩沖作用。

半燒結層(亦稱過渡層):位于燒結層和松散層之間,分為兩部分,靠近燒結層部分,雜質熔化并重新分布或粘結鎂砂粒,鎂砂發生部分再結晶,大砂粒顯得特別密集;靠近松散層部分,靠近松散層部分完全由粘合劑粘合在一起。半燒結層兼有燒結層和松散層作用。

25、如何選擇烤爐工藝制度?

① 高烤爐溫度:打結坩鍋絕熱層厚度在5~10mm時,對電熔鎂砂來說,1800℃烤爐時,燒結層只占坩鍋厚度的13~15%。2000℃烤爐時占24~27%,從坩鍋高溫強度考慮,烤爐溫度高一些為好,但不易過高,大于2000℃由于氧化鎂升華或由于氧化鎂被碳還原,以及氧化鎂激烈再結晶,形成蜂窩狀結構。因此高烤爐溫度應控制在2000℃以下。

② 升溫速度:升溫初期,為了有效的去除耐火材料中的水分,應充分的預熱,一般在1500℃以下升溫速度要緩慢;爐溫達到1500℃以上時電熔鎂砂開始燒結,這時應采用大功率,以快速升溫至預計高烤爐溫度。

③ 保溫時間:爐溫達到烤爐溫度后,需要在該溫度下進行保溫,保溫時間根據爐 型和材質有所不同,如電熔鎂小坩鍋15~20min,電熔鎂大、中坩鍋30~40min。

因此,將烤爐時的升溫速度和高烘烤溫度下的烘烤時間歸納為:低溫慢速烘烤、高溫快速燒結,具有一定保溫時間作為一條基本經驗來掌握。

26、為什么要進行洗爐?

坩鍋經烘烤后:①燒結層晶界上有大量液相,熔煉時會有一部分進入鋼液;②坩鍋表面孔隙多,氣體和不凈物也多;③燒結后降溫速度很快,相當數量固熔于方鎂石晶?;虿A嘀械母呷埸c雜質來不及析出,燒結層未達到好狀態;④爐口和出鋼咀部位溫度較低。

27、真空下金屬液與坩鍋耐火材料有那些反應?

①真空狀態下,①耐火材料中的氧化物會發生分解反應:

MgO(固)=Mg(氣)+1/2O2(氣)

AL2O3(固)=2AlO(氣)+1/2O2(氣)

SiO2(固)=SiO(氣)+1/2O2(氣)

②金屬液與耐火材料發生下列反應:

Fe(液)+MgO(固)=Mg(氣)+[FeO]

Fe(液)+SiO2(固)=SiO(氣)+[FeO]

③隨著壓強降低,金屬液中C的還原能力增加,由于C的還原作用,使坩堝耐火材料受到侵蝕,發生如下反應:

MgO(固)+[C]=Mg(氣)+CO(氣)

AL2O3(固)+3[C]=2【Al】+3CO(氣)

SiO2(固)+2[C]=[Si]+2CO(氣)

④另外,金屬液中的其它元素也有還原作用,如下:

MgO(固)+[Si]=Mg(氣)+SiO(氣)

SiO2(固)+[Ti]=[Si]+TiO2(氣)

28、坩鍋干法打結需要注意些什么?

① 先檢查感應圈絕緣情況,水冷系統是否正常;

② 打結工具清潔,無銹、無臟物;

③ 坩堝鐵皮(石磨芯)座正,與底部垂直,外部包幾層黃板紙,易于拔出;

④ 爐底高度必須再感應圈底匝以上;

⑤ 坩堝底部與爐壁過渡處注意打結質量,防止產生裂紋;

⑥ 每層打結前,前一層必須用鋼釬劃松3~5mm,再加料打結,防止分層和減少粒度偏析。

29、電熔氧化鎂+鋁鎂尖晶石修爐粒度配比有那些要求?

電熔鎂砂占總量的50~60%,分為粗顆粒、中顆粒、細顆粒;鋁鎂尖晶石占重量的40~50%,分為粗粉和細粉。

第四章真空感應爐熔煉工藝

30、熔化期的任務是什么?

化料、去氣、去除低熔點有害金屬雜質和非金屬夾雜物,調整合金液溫度,并置于足夠的真空度下,為精煉期創造條件。

31、熔化期有何特點?

① 爐料逐漸熔化,鋼液逐漸形成,鋼液相對表面積很大,熔池也比較淺,非常有利于去氣和非金屬夾雜物去除,去除的夾雜物占總夾雜物的70%以上;

② 熔化期可以去除大部分氣體,氫氣可以去除70~80%,氮氣可以去除60~70%,氧氣可以去除30~40%;

③ 爐料在升溫和熔化過程中,放出大量氣體,使真空度降低;

④ 爐料在熔化過程中,坩鍋壁周圍金屬料溫度高(尤其中下部),先熔化,由于渦流熱、輻射熱、傳導熱的綜合作用,使整個爐料逐漸自動下沉,鋼液溫度穩定。

32、熔化前需做那些準備工作?

① 熔化前必須對設備進行檢查,包括爐體、真空、電器、機械、水冷、測溫、澆注等;

② 爐子必須具備熔煉時合適的真空度和漏氣率;

③ 原材料符合技術規程要求,配料準確;

④ 坩鍋具備很好的打結和燒結質量;

⑤ 制定合適的工藝。

33、裝料的原則是什么?

下緊上松,合理布料,防止架橋,難熔金屬裝在高溫區。

34、精煉期的任務是什么?

調溫,合金化(調成份),去氣、去雜質,均勻成份。

35、精煉期的特點是什么?

① 高真空精練有利于去氣,有害雜質的揮發,避免活波元素燒損,準確控制合金元素含量??刹捎脴O活波的稀土金屬進行脫氧和微合金化;

② 精練時鋼液的高溫沸騰使鋼液與爐襯反應,向鋼液供氧,用碳脫氧產物為氣體,被及時抽走,不玷污鋼液,碳氧反應劇烈,加速脫氣;

③ 電磁攪拌強,有利于非金屬夾雜物上浮去除;

④ 在高溫和高真空下,鋼液流動性好。

36、為什么對鋼液進行脫氧?

氧在鋼中及合金中以融解狀態和氧化物形式存在,它導致鋼和合金產生偏析、裂紋、夾雜、氣泡、疏松等缺陷,大大地降低鋼和合金的物理性能。

37、真空感應爐脫氧的方式有幾種?

① 用碳脫氧:【C】+【O】=CO(氣)

② 用氫脫氧

③ 用甲烷脫氧

④ 用固體金屬脫氧

38、鋼液中氧的來源?

氧的來源主要通過原材料帶入,設備吸附氣體的釋放、爐體漏氣、坩鍋表面氧化、耐火材料與熔池作用等多種途徑進入金屬熔池。

39、鋼液為什么要去除H2和N2?

氫和氮對鋼及合金是及其有害的元素(除含氮鋼外)。

① 氫含量過高,會使鋼和合金產生白點或發紋,降低鋼及合金的塑性和抗張強度,使金屬過早斷裂;

② 含氮量過高,會在鋼中產生氣泡和疏松,破壞金屬的致密性。

40、要使有害雜質揮發應采取怎樣措施?

真空下要使要害雜質揮發,要有盡量提高爐內真空度。

41、要減少有益元素的揮發應采取什么樣的措施?

① 充氬,提高鋼液面上的氣相壓力;

② 易揮發元素在出鋼前加入;

③ 低溫不全結膜加入,并利用電磁攪拌,迅速使成分均勻化。

42、精練的三種方式是什么?

① 高溫精練,精練溫度高于液相線150℃或是150℃以上;

② 中溫精練,精練溫度高于液相線100~150℃;

③ 低溫精練,精練溫度高于液相線50~100℃

43、高溫精練應注意些什么?

① 高溫精練時,一定注意坩鍋質量和熔體組員的化學性質,否則將強化坩鍋與熔體之間的反應,向鋼液供氧,達不到精練效果;

② 高溫精練時間不宜過長,一般10~20min為宜。

44、合金化階段加料應注意些什么?

① 精煉期加入的合金元素,均為活波或微量元素,與氧和氮的親和力大,對合金性能影響顯著,因此,加入前,熔池必須經過充分脫氧和去氣;

② 根據與氧親和力的大小和揮發程度,選擇合適的加料順序,一般采用先強后弱,先多后少,先加低蒸汽壓,后加高蒸汽壓元素的原則;

③ 蒸汽壓高的元素,加入時需要氬氣保護;

④ Al、Ti、Zr加入時,發生放熱,需低溫加入,另外,高溫加入還會引起噴濺。

⑤ 爐料比重輕,應加強攪拌。

45、真空澆注的特點?

① 鋼液在真空下流動性特別好;

② 鋼液和在真空下澆注的錠和電極散熱極慢;

③ 在真空下澆入模中的鋼液,隨著鋼液的降溫和凝固要不斷的放出氣體;

④ 鋼液直接注入模中,不用盛鋼桶。

46、對真空澆注系統的要求是什么?

① 整個澆注系統結構緊湊,占用空間盡量??;結構簡單,不復雜;易于裝配和拆卸;所有拐彎處要圓滑過緩,且有一定的光度,減少壓頭損失,易于鋼液流動和填充;盡量減少耐火材料,多用金屬料;部件裝配要嚴密,保證澆注時不跑鋼;

② 澆注系統要保持清潔,防止外來物玷污鋼液;

③ 澆注系統經過烘烤,保持干燥,防止水分和氣體進入鋼液。

47、鋼錠縮孔是怎樣產生的?

鋼液注入錠模后,首先結晶的外殼決定了鋼錠的外形尺寸,而中心部分由于凝固收縮,體積縮小,未凝固的鋼液就來補嘗收縮,模中鋼液的水平面下降,在鋼錠上部形成一個倒錐形體,這就是縮孔。

48、減少鋼錠縮孔的辦法有那些?

① 使用保溫帽;

② 加入發熱劑;

③ 對保溫帽內鋼液進行電阻或電弧加熱。

49、怎樣計算鐵基合金的熔點?

T熔=1535-65【C】-30【P】-25【S】-20【Ti】-8【Si】-7【Cu】-5【Mn】-2.5【Ni】-2.7【Al】-2【V】-1.7【Mo】-1.5【Cr】-1.7【Co】-1【W】-1300【H】-90【N】-80【B】-80【O】-5【Ce】-6.5【Nb】℃

50、怎樣計算鎳基合金的熔點?

T熔=1453-61.7【C】-13.2【Si】-3.6【Mn】-35【P】-32.3【S】-1.6【Cr】-5【Al】-11.1【Ti】-0【Co】-6.8【Nb】-2.7【W】-1.0【Mo】-0.6【V】-0.75【Fe】-1.3【B】-2.1【Cu】-5.3【Zr】-62.5【O】-5.9【Ce】-2.7【Mg】℃

51、如何確定澆注溫度?

根據合金熔點的計算結果選擇澆注溫度。一般澆注溫度比熔點高40~80℃,對于流動性好的鋼種選擇下限,流動性差的鋼種選擇上限。

52、澆注溫度對鋼錠質量有何影響?

在澆注和金屬凝固過程中,鋼液中的氣體要溢出,夾雜物要上浮,鋼液由凝固產生的收縮需要填充,這就要求鋼液有一定的過熱度,以保持良好的流動性。但溫度過高,會使柱狀晶區加寬,偏析增大,錠子各向異性大,縮孔加深,鋼錠和電極拉裂傾向性增加,甚至粘?;蚶瓟?,造成廢品,溫度過低,不利于氣體和夾雜的去除,還會使錠子或電極表面質量下降,等軸粗晶區擴大,夾雜物增多,疏松嚴重,甚至于造成短尺廢品。

53、真空感應爐澆注操作前應注意些什么?

在澆注前,先送大功率攪拌鋼液,使溫度和成分均勻化,把鋼液上面的浮渣推向坩鍋壁,熔池中間部分成鏡面,并傾動坩鍋幾次,使推向坩鍋壁附近的浮渣粘在坩鍋壁上,然后降低到保溫功率,帶電澆注,帶電澆注的目的在于:一是在澆注時的浮渣推向坩鍋后面,不順著鋼液流入鋼錠和電極中,二是使鋼液保持溫度,不致有大的變化。

54、澆注后為什么要進行真空保存?

① 避免紅熱金屬的氧化和過早的晃動模子,破壞結晶的正常進行;

② 減少坩鍋內剩余合金和坩鍋壁滲入金屬的氧化,減輕下一爐次的冶煉負擔,保證合金質量。

55、高溫合金澆注時易產生那些缺陷?

① 表面裂紋、重皮、結疤、表面夾雜等;

② 縮孔和疏松;

③ 點狀偏析

56、真空感應爐常用的烤爐工藝?

① 煤氣烤爐;

② 電烤爐。

57、什么是合金化?

合金化指冶煉過程中加入金屬材料并按鋼種規定調整合金成份的過程。

58、Ni、Cr在鋼中有何作用?

Ni與Fe形成固熔體,固熔后使之強化,Ni在鋼中不形成C化物,起到細化晶粒作用,改善鋼的低溫性能,使鋼具有高強度、高韌性,耐磨性和鋼的疲勞強度,使鋼的導電性和導熱性下降。Cr保證高溫合金的高溫抗氧化能力。

59、W、Mo在鋼中有何作用?

W同C形成碳化鎢具有高熔點,具有硬性,增加鋼的耐磨性,Mo提高鋼的硬度,使Fe素體固熔化,提高強度。

60、Al、Ti在鋼中有何作用?

Al起到細化晶粒的作用,用于脫氧劑,提高鋼的抗氧性,改善鋼的電磁性能。Ti提高合金的高溫持久強度。

61、感應爐冶煉的四個條件是什么?

設備正常,原料合格,坩堝良好,工藝合理。

62、真空感應爐全熔的標志是什么?

鋼液表面翻滾現象停止,氣泡細小而均勻地逸出。

63、烤爐的要求是什么?

① 煤氣烤爐升溫緩慢均勻,高溫(1200℃)適當保溫,以達到去除潮氣目的;

② Fe洗烤爐慢速升溫,高溫(1600℃)快速燒結。

64、鋼錠模的使用有何要求?

① 錠模由生鐵鑄成,使用前必須經過退火處理或高溫洗燙處理;

② 座模子時要座正,防止鋼液沖刷;

③ 座模前要對鋼錠模進行清理,內表面保持清潔。

65、真空感應爐冶煉的三個重要工藝參數是什么?

①精煉溫度。②精煉時間。③真空度。

66、真空感應爐一般裝料的順序

坩堝底部放小Ni板鋪底,依次加Co、Cr、Ni,鐵棒放置出鋼槽一邊,V、W、Mo、Nb裝中上部,上部裝放Ni,可早期形成熔池,有利于爐料熔化。

67、真空感應爐取樣應注意些什么?

① 樣勺表面刷上涂料;

② 樣勺進入鋼液前,要對樣勺進行預熱幾分鐘;

③ 鋼液溫度適中,溫度過低容易包樣勺。

68、坩鍋冶煉后期注意事項?

① 注意觀察坩鍋監視系統,以便確認鋼水對爐壁的侵蝕情況;

② 翻爐時觀察坩鍋,是否產生裂紋,及裂紋的大??;

③ 加強對設備的檢查,防止設備疲勞工作引起事故。

69、坩鍋打結時的注意事項?

① 爐襯完好,不漏感應圈;

② 均勻布料,釬子插幾遍后用打爐機打實;

③ 濕打料不易過稀,防止烤爐時上漲;

70、真空感應爐冶煉時對真空系統有那些要求?

① 真空泵組合理,抽氣能力強;

② 爐體漏氣率符合要求;

③ 各種過濾網倒換正常;

④ 各種閥門密封完好。

71、感應爐結膜的目的是什么?

在精練合金化階段,向熔池里添加Al、Ti、Ce、B、Zr等活波元素時,如果熔池溫度過高,在高真空下,添加會發生噴濺和揮發,活波元素還會與坩鍋發生劇烈反應,而低溫下加Al、Ti、Ce有利于進一步脫氧,所以,添加合金料時,需降低溫度,鋼液表面結膜后加入。

72、感應爐冶煉化學元素比較多鋼種裝料應注意什么?

主要注意原料的裝入順序和方法。根據原材料特點、易氧化程度、揮發情況、比重、和數量的多少,裝入不同的地方和部位;易氧化、易揮發元素在精練后期加入。

73、小型真空感應爐后期加料應注意什么?

小型真空感應爐后期也就是精練合金化階段,加料時應對鋼液進行結膜,防止噴濺和揮發;另外,加料一般靠測溫管加入,需確定料是否全部加入。

74、小型真空感應爐為什么要清理坩鍋?

小型真空感應爐一般采用間歇性生產,每爐生產后破真空,造成坩鍋氧化嚴重,同時,因為爐體小,粘結在爐壁上的殘余鋼液對下爐的冶煉時的化學成分造成影響。

75、真空感應爐對冶煉鋼種的生產順序有什么要求?

① 走雙真空路線的鋼種放在坩鍋前期冶煉;

② 對個別元素有特殊要求的鋼種(如碳、氣體等)放在前期冶煉;

③ 高溫合金放在前期冶煉;

④ 含銅鋼種放在后期冶煉。

76、含Cu鋼種為何放在坩鍋后期冶煉?

① 銅在一般鋼種中屬于有害元素,放在前期冶煉,容易對其他鋼種造成污染;

② 含銅鋼流動性好,對坩鍋侵蝕比較嚴重,影響坩鍋壽命。

77、真空感應爐對配料有什么要求?

① 使用的爐料牌號、批號正確;

② 爐料化學成分準確,符合技術規程要求;

③ 爐料使用和流通過程中執行雙人檢斤,確保重量準確。

78、真空感應爐抹爐襯的要求

① 爐襯厚度均勻,不漏感應圈;

② 爐襯表面光滑;

第五章真空感應爐原材料

79、冶煉高溫合金所用的原材料主要有那些?

① 返回料

② 中間合金

③ 精鋼材

④ 金屬料

80、冶煉高溫合金對原材料有那些要求?

① 對各種冶煉用原材料應準確的掌握它的化學成分,不允許混亂;

② 原材料中S、P含量低,低熔點有色雜質Pb、Bi、Sn等要低;

③ 原材料氣體含量要少;

④ 原材料要特別清潔、無銹,無油污;

⑤ 原材料不準雨淋和堆放在潮濕場地,以保持干燥。

⑥ 根據爐子容量大小和電源頻率,對原材料大小有一定要求。

81、真空感應爐返回料有什么特點?

① 都是高溫合金、精密合金和高合金鋼類;

② 來源少又昂貴;

③ 化學成分明確

④ 氣體、夾雜物含量要少

⑤ 表面質量要求高

⑥ 尺寸要求嚴格。

82、返回料為什么進行預處理?

① 減少返回料中的氣體含量;

② 清除返回料表面氧化皮及其他吸附物;

③ 均勻化學成分;

④ 把不規格的返回料處理成適合適合熔煉的規格。

83、返回料預處理的方法有那些?

① 表面處理

② 重熔處理

③ 化學處理

④ 尺寸規格的處理

84、真空感應爐常用脫氧劑有那些?

碳、Si-Ca、Al塊、Ni-Mg等。

第六章真空感應爐冶煉常見問題

85、產生渣圈的原因是什么?

① 坩鍋長時間冶煉時,抽空過程中鋼液不斷地噴濺,逐漸形成渣圈;

② 鋼液氣體含量高,抽空時迅速形成渣圈。

86、真空感應爐冶煉過程中渣圈對冶煉的影響?

① 渣圈造成坩鍋直徑變小,加料時容易架橋;

② 渣圈在冶煉過程中容易掉進鋼水,造成化學成分不合;

87、產生架橋的原因是什么?生產中如何破除架橋?

產生架橋的原因有:①爐料過長;②含Co鋼種加料時,Co板后期加入,熔化時焊接,產生架橋;③渣圈過大,產生架橋。

破除架橋可采用如下方式:①用吊錘砸開;②傾動坩鍋,用熔化的鋼水把架橋部位燙開;③對于架橋嚴重的,可破真空處理。

88、噴濺是如何產生的?

① 熔化速度快,爐料中氣體未充分排出,或者熔化過程中發生架橋,坩鍋下部的金屬液溫度很高,大塊冷料突然落入熔池,必然會引起噴濺;

② 補加的合金料中,氣體含量高,加入速度快,溫度高,來不及充分放氣就熔化為液體,也容易造成噴濺。

89、怎樣防止和處理噴濺?

① 防止噴濺應從原材料的準備和合理裝料開始,選擇合適的供電制度,熔化期精心操作,避免架橋現象,補加合金料時,先將熔池鋼液降到合適溫度,再緩慢加入,以杜絕噴濺發生。

② 發生噴濺后,應適當降溫,減緩反應進行,使沸騰逐漸減弱;產生大噴濺時,可以通入氬氣,降低真空度,提高爐內壓力,壓制沸騰待鋼液平靜后,再繼續抽空。

90、冶煉超低碳鋼時怎樣使鋼中碳降到低?

① 原材料帶入的碳盡量低;

② 爐中碳高時,可加入FeO降低爐中的碳;

③ 加強對鋼液的攪拌;

④ 真空度要高。

91、真空感應爐真空度上不來的原因?

① 爐體漏氣;

② 真空泵抽氣能力不足;

③ 鋼液氣體含量高,放氣量大。

④ 設備存在漏水、漏油現象。

92、大型真空感應爐破真空注意事項?

① 首先是低熔點揮發物的燃燒,將造成設備的損壞;

② 翻爐后先加入一小部分爐料,降低坩鍋溫度;

③ 正在熔煉時破真空應該注意對鋼液表面進行結膜,防止鋼液氧化;

93、怎樣處理渣圈?

① 渣圈產生后,可在洗爐時,通過增加裝入量和前后傾翻的方式燙掉渣圈;

② 對已經離弧的渣圈,可以通過加料料筐進行處理;

③ 對于大一點的渣圈,因為與坩鍋焊接比較牢固,可采用破真空,直接用電焊或火焊清理。

94、真空感應爐澆注過程中造成堵水口的原因是什么?

① 澆注初期堵水口,一般為流鋼槽清理不凈或是翻爐時鋼液表面渣子多,澆注速度沒有跟上造成;

② 澆注中后期堵水口,主要是因為澆注時斷流,流鋼槽內鋼液表面渣子在水口堆積,造成堵塞;

③ 澆注溫度偏低。

95、澆注時鋼錠模底部鉆鋼水的原因有那些?

① 澆注溫度偏高;

② 鋼錠模底部掉肉或者是底墊磚沒有塞好。

96、為什么澆注過程中會燙模子?

① 澆注溫度偏高;

② 模子或水口沒有座正,水口歪,澆注時鋼水直接澆到模壁上。

97、為什么鋼錠模會變形,變形的鋼錠模對澆注有何影響?

鋼錠模變形主要由鋼錠粘在鋼錠模內,不能順利脫出,常采用撞擊的方式脫模,造成鋼錠模變形。變形后的鋼錠模會給鋼錠脫模帶來困難。

98、破真空對坩鍋有何危害?

① 破真空后,對坩鍋造成氧化,表面易脫落;

② 殘余鋼水吸氧嚴重,下爐冶煉中在坩鍋表面形成氧化膜,給冶煉帶來困難;

③ 破真空后,坩鍋急劇降溫,容易產生裂紋。

99、真空感應爐爐中分析成分偏高造成“和面”的原因有那些?

① 原材料化學成分有偏差;

② 加料時稱重不準;

③ 冶煉過程中掉渣圈。

100、真空感應爐熔煉中對鋼液上漲如何處理

鋼液上漲為鋼液中氣體含量偏高,加料后鋼液上漲,可采用充入氬氣的方式,增加熔煉室壓力;


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