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VAR

真空电弧重熔    

VAR被广泛用于提高标准空气熔炼、真空感应熔炼或ESR重熔钢锭的清洁度和细化结构。VAR钢和高温合金以及钛、锆及其合金被用于许多高度完整的应用中,其基本要求是清洁度、均质性、提高最终产品的疲劳和断裂韧性。航空航天、发电、国防、医疗和核工业依赖于这些先进重熔材料的性能。

VAR真空电弧重熔炉(VAR)

VAR的优点

  • 去除溶解的气体,比如氢气、氮气和二氧化碳
  • 减少高蒸气压下不期望的微量元素
  • 提高氧化物清洁度
  • 实现钢锭从底部到顶部的定向凝固,从而避免宏观偏析和减少微观偏析
  • 最大限度降低所有重熔工艺的能量输入
  • 完全无陶瓷熔炼工艺

VAR是指在真空条件下通过电弧连续重熔自耗电极。施加直流电以激发水套中所含铜模的电极和基板之间产生电弧。由电弧产生的强烈热量在电极尖端消散,并在水冷模具中逐渐形成新的铸锭。在整个重熔工艺中将保持高真空。

VAR炉的基本设计多年来不断改进,特别是在计算机控制和调节方面,旨在实现全自动重熔工艺。这也相应地提高了产品质量及其冶金性能的可重复性。为了可重复地生产无宏观偏析且具有受控凝固结构和优异清洁度的均匀锭,需要严格控制所有重熔参数。

为了满足当今最严格的材料质量规范,VAR炉采用计算机控制的工艺自动化。逻辑控制功能、自耗电极的连续称重、工艺参数(例如重熔速率、基于电弧电压或滴出短脉冲速率的电弧间隙)的闭环控制、数据采集和管理将由专用计算机系统处理。操作界面PC(OIP)作为自动熔体控制系统(AMC)的主机,采取分级操作,且用作操作员与VAR工艺之间的接口。OIP提供工艺可视化、参数指示、图形显示、操作员命令的软键、重熔配方的编辑和处理、数据采集和存储以及熔体记录的生成。OIP可选择配备以太网网络接口,该以太网网络接口可用于向连接到局域网(例如:监控电脑,客户主机等)的其它计算机传输数据。

ALD公司的自动熔炼控制系统(AMC)以其多功能、操作方便等特点,保证了控制的准确性和可重复性,这在世界上是无与伦比的。

氧化物的去除将通过化学和物理过程来实现。较不稳定的氧化物或氮化物被合金中存在的碳热解或还原,并通过气相除去。然而,在特殊合金和高合金钢中,非金属夹杂物(例如氧化铝和碳氮化钛)非常稳定。这些夹杂物中有一些将在重熔过程中通过浮选去除。其余夹杂物则被破碎并均匀分布在凝固钢锭的横截面上。

实验室真空电弧重熔炉主要用于生产小锭、试样样品和精密铸造件。这些产品用于检验钢、活性金属及其合金的机械、物理和化学性能。

VAR的特点

  • 钢锭具有化学和机械均匀性
  • 钢锭直径高达1,500 mm
  • 钢锭重量高达50吨
  • 电极在真空下通过DC电弧熔化(电极负极,熔池正极)
  • 重熔电流高达48 kA
  • 真空范围:1 – 0,01 Pa
  • 电极称重系统
  • 定位系统于电极中心线
  • 稳定独立的龙门架设计
  • 同轴大电流馈电系统
  • 计算机控制的重熔工艺配方(电弧间隙控制、熔化速率控制、数据采集系统、熔融记录打印输出)
  • 工艺气体供应以提高坩埚传热
  • 工艺气体供应以稳定真空度
  • 用于搅拌的坩埚区域外部磁场
  • 针对Ti、Ta、Zr、Fe和Ni基以及Cu合金的实验室VAR系统,锭直径可达200 mm
  • 采用非自耗电极技术的实验室VAR LK6系统,用于试样样品熔炼

 VAR的应用

  • 航空航天用高温合金
  • 航空、化工、石油和天然气、核和电子工业用活性金属(钛、锆、钽及其合金)的熔炼
  • 高压断路器用铜和铜合金
  • 火箭助推器环、起落架和高压管用高强度钢
  • 球轴承钢
  • 铣刀、钻头等用工具钢(冷和热加工钢)
  • 模具钢