真空电弧炉里熔炼钛含氧高

真空电弧炉的定义

　　电弧是气体的一种弧光放电。气体弧光放电表现为极间电压很低，但通过气体的电流却很大，有耀眼的白光，弧区温度很高(约5000k)。巨大的电流密度来自于阴极的热电子发射，以及电子的自发射，即在阴极附近有正离子层，形成强大的电场，使阴极自动发射电子。大量电子在极间碰撞气态分子使之电离，产生更大量的正离子和二次电子，在电场作用下，分别撞击阴极和阳极，结果获得高温。阴极因电子发射用去部分能量，所以温度低于阳极。极间也因部分正离子与电子复合放热而产生高温。电弧炉即是用这种原理熔炼金属的工业炉.在真空环境下的电弧炉就是真空电弧炉.真空电弧熔炼采用大电流低电压，属于短弧操作，。一般电弧电压为22～65V，对应弧长为20～50mm(后者为大锭)。从1839年熔炼白金丝实验成功以来，在以后的一百多年人们开始研究难熔金属的熔炼。1953年真空电弧炉才正式用到工业上。直到1956年，美国和欧洲许多国家还在用非自耗炉熔炼钛，1955年开始用自耗炉炼钢。1960年左右自耗炉生产的锭重已达30多吨，初具规模。目前发展的情况可以用美国康撒克公司制造的真空自耗炉为代表。为了提高生产率和设备的利用率，两台炉子共用一套主电源、真空系统和自动控制系统。

　　在真空状态下对工件(或材料)进行热处理，可提高工、模具的使用寿命，无氧化、无脱炭、表面光亮、变形小、节省能源无公害，并改变机械性能和冶金性能等优点。

电弧炉原理

　　电弧炉分为三类，三类的工作原理如下：

　　第一类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢，其次也用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。

　　第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。这种炉子噪声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。

　　第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是：既利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。

　　电弧炉(electric arc furnace)利用电极电弧产生的高温熔炼矿

钛合金熔炼有精炼的说法吗?

　　工业上应用的大多数是自耗炉。真空电弧炉用于熔炼特殊钢、活泼的和难熔的工作温度可高达20000度;用于熔炼特殊钢、钛和钛合金、超导材料等。

钛合金及钛目前最常用的一种熔炼方法是哪种?

　　真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法)

　　随着真空技术的发展和计算机的应用，VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术，今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。VAR法显著特点是功率消耗低、熔化速度高和良 好的质量重现性，VAR法熔炼的铸锭具有良好的结晶组织和均匀的化学成分。通常，成品铸锭应由VAR法熔炼制得. 至少要经过两次重熔。用VAR法生产钛铸锭，世界各国生产厂家使用的工艺基本相似，差别在于使用不同的电极制备方式和设备.电极制备可分为三大类，一是采用按份加料连续压制的整体电极，排除了电 极焊接工序：二是单块电极压制，拼焊成自耗电极。并通过等离子氩弧焊或真空焊焊接成一体;三是利用其它熔炼法制备铸造电极。

　　现代先进的VAR炉的技术特点和优势：

　　(1)全同轴功率输入，也就是说整个炉体高度上的完全同轴性，称 同轴供电’，减少偏析现象的产生;

　　(2)坩埚内电校可在X 轴向/Y轴向上微调;

　　(3)具有精确的电极称重系统，熔炼速率得到自动控制，实现了恒速熔炼’。保证了熔炼质量;

　　(4)保证每次熔炼的重复性和一致性;

　　(5)灵活性，即一台炉子能够生产多种锭型以及铸锭的 大型化，可大幅度提高生产率;

　　(6)具有良好的经济性。“同轴供电”方式可以避免因坩埚供给电流不平衡所造成的磁偏漏.减弱或消除感应磁场对熔炼产品的不利影响.并且提高了电效率，从而获得质量稳定的铸锭。“恒速熔炼”的目的是为了提高铸锭质量，通过先进的电控系统和重量传感器来确保熔炼过程中电弧的长度和熔化速率的恒定，从而控制了凝同过程。可以有效的防止偏析现象，保障 了铸锭的内在质量。现代钛熔炼用VAR炉除具有以上两大特点外，还实现了VAR炉的大型化，现代VAR炉可熔炼直径为1.5m,重32t的大型铸锭.vAR法是现代钛及钛合金标准的工业熔炼法.还有以下技术需 要解决.第一，电极制备方法.制备电极工艺非常繁琐.需要用昂贵的压力机将海绵钛、中间合金和返回残料压制成整体电极或单块小电扳.单块电极还需要焊接成自耗电极.同时为了保 证自耗电极成分的均匀性，还需要配置布料、称料、混料等相应的设施。第二，偶尔存在的偏析等冶金缺陷.如成分偏析和凝固偏析。介绍前者是由于杂质元素或合金元素在电极中分布不均匀 .熔炼时来不及平衡分布就凝固所产生;后者是由于原料或工艺过程偶尔带入了 高密度夹杂物(HDI) 和低密度夹杂物(LDI)，这些夹杂物质在熔炼过程中无法彻底溶解，从而导致产生危 害极大的夹杂等冶金缺陷。