Технология вакуумной плавки

Вакуумная индукционная плавильная печь является новым оборудованием в металлургии. Металлы и сплавы плавятся в металлоприемнике, который помещен в акуумную камеру, с помощью электричества, которое образовывается электромагнитной индукцией.

Вакуумная индукционная плавильная печь состоит из трех основных частей: печи, вакуумной системы, панели управления. Печь, в которой выполняется плавка, состоит из следующих элементов: механизм подачи сплава, средства наблюдения, средства взятия проб, прибор для измерения температуры, механизм опрокидывания печи, изложница, металлоприемник, датчик, устройство подачи и вакуумная камера. Вакуумная система включает в себя различные вакуумные насосы, вакуумные клапаны, аппаратуру и т.д., и обеспечивает вакуум, необходимый в металлургическом процессе. Контроль электропитания (не показан) обеспечивает подачу энергии, необходимой для процесса плавления.

Рисунок 1: Строение вакуумной индукционной плавильной печи (1- вакуумная система; 2- механизм опрокидывания печи; 3- механизм подачи; 4- металлоприемник; 5- датчики; 6- пробоотборник трамбовочное устройство; 7- прибор для измерения температуры; 8 – подвижная печь)

Получение высокого вакуума необходимо для работы вакуумной индукционной плавильной печи, так как вакуум прямо влияет на процесс плавления. Вакуумная система состоит из механического вакуумного насоса, двухроторного вакуумного насоса Рутса или механического вакуумного насоса и паромасляного диффузионного вакуумного насоса. С помощью такой вакуумной системы можно получить остаточное давление от 1*10^-3 торр до 1*10^-5 торр.

Плавильная печь работает за счет индукционного нагрева и вакуумного плавления. Принцип индукционного нагрева основан двух основных законах электричества, закон Фарадея об электромагнитной индукции и закон Джоуля-Ленца (также известный как принцип теплового действия электрического тока). Когда индукционная печь подключается к переменному току, метал в металлоприемнике, окруженном индукционными катушками, индуцирует электродвижущую силу согласно закону Фарадея об электромагнитной индукции, и индуцированный в металле ток возрастает в замкнутом контуре металла. Этот индуцированный ток выделяет тепло согласно закону Джоуля-Ленца, и вызывает плавление металла.

Существует три основных внешних фактора, которые влияют на химическую реакцию: температура, плотность и давление. Вакуумное плавление влияет на химическую реакцию, в которой участвует газ, за счет изменения внешнего давления во время металлургического процесса. Когда в продукте реакции молярное число газа выше, чем у реагента, для уменьшения давления системы (увеличения степени разрежения) нужно удерживать равновесие реакции за счет получения более газообразного вещества, следовательно, выполняется более сложная реакция.