電渣重熔爐的工作原理及特點(diǎn)
世界上第一臺(tái)電渣重熔爐是于1930 年在美國(guó)誕生的，可是，后來(lái)世界上對(duì)電渣重熔爐進(jìn)行大量研究、開(kāi)發(fā)工作的當(dāng)屬原蘇聯(lián)烏克蘭電焊機(jī)研究所。
1、電渣重熔爐的工作原理
電渣重熔爐是利用熔渣隔絕空氣的保護(hù)方法來(lái)精煉某些鋼或合金的一種電爐設(shè)備。電渣重熔爐的工作原理示意圖如圖1所示。
圖1 電渣爐工作原理示意圖
從發(fā)熱原理來(lái)說(shuō)，電渣重熔爐是一種電阻熔煉爐。電渣重熔工藝是電極下端部浸埋在熔融的熔渣中。交流電流通過(guò)高電阻渣池時(shí)產(chǎn)生大量熱量，它把浸埋在熔融的熔渣中的電極端部熔化，熔化產(chǎn)生的金屬熔滴穿過(guò)渣池滴入金屬熔池，然后被水冷結(jié)晶器冷卻后凝結(jié)成錠。在此過(guò)程中，金屬熔滴與高溫高堿度的熔渣充分接觸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的冶金化學(xué)反應(yīng)，使金屬得到了精煉。
電渣重熔爐的關(guān)鍵技術(shù)是熔渣系統(tǒng)。在電渣重熔爐中，熔渣的主要作用有四點(diǎn)，即：熱源作用、保護(hù)作用、成型作用和冶金化學(xué)作用。熔渣的化學(xué)成分對(duì)電渣熔煉產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大影響。熔渣的特點(diǎn)是：
(1)具有較高的電阻率，在熔煉過(guò)程中能產(chǎn)生足夠的熱量，以保證金屬熔化、升溫和提純。
(2)具有一定的堿度，所以其脫氧和脫硫效果好。
(3)不含有穩(wěn)定的氧化物，如MnO、FeO 等。
(4)具有良好的流動(dòng)性，以保證高溫下的對(duì)流熱交換和液態(tài)物理化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行。
(5)具有較低的熔點(diǎn)，一般比被熔金屬的熔點(diǎn)低150-250 ℃，這使錠子成型良好。
(6)具有較高的沸點(diǎn)，以便在高溫下不致大量揮發(fā)掉。
2、電渣重熔爐的電氣設(shè)備
電渣重熔爐的電氣設(shè)備除電爐變壓器外，還有以下3 部分：
(1) 高壓側(cè)設(shè)備主要有：隔離開(kāi)關(guān)、高壓斷路器、高壓電壓互感器、高壓電流互感器等。
(2)低壓側(cè)設(shè)備主要有：短網(wǎng)母線、低壓電流互感器等。
(3)控制設(shè)備，包括調(diào)節(jié)器柜、操作臺(tái)、傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)等。
圖2示出雙柱式電渣爐的主回路圖。它與單柱式電渣爐相比，短網(wǎng)平行布置，它使電抗抵消、因而功率因數(shù)高。
圖2 雙柱式電渣重熔爐主回路圖
與其他重熔設(shè)備相比，電渣重熔爐的主要優(yōu)點(diǎn)是：
(1) 金屬熔液與熔渣之間存在著強(qiáng)烈的冶金化學(xué)反應(yīng)，所以除磷、除硫效果比較好，錠子純度比較高。
(2)設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、投資省。
(3)熔渣能將被熔融金屬同外界空氣隔離，不受外界污染。
(4)熔渣和熔融金屬產(chǎn)生冶金化學(xué)反應(yīng)，能夠熔煉出高級(jí)金屬和合金。
(5)熔融金屬中的非金屬夾雜物與熔渣起化學(xué)反應(yīng)，則非金屬夾雜物全部被熔渣清除掉。
(6)由于錠子是在水冷銅坩鍋中冷卻，其冷卻速度非?？?，這就導(dǎo)致錠子內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，不產(chǎn)生偏析。
電渣重熔爐的應(yīng)用范圍很廣，不僅可用來(lái)生產(chǎn)航空軸承鋼、高溫合金、精密合金和某些有色金屬等，還可用來(lái)生產(chǎn)上百?lài)嵵氐拇笮蛢?yōu)質(zhì)合金鋼錠、大型扁錠或板錠、中空鋼錠、復(fù)合板，以及熔鑄軋輥、齒輪坯、渦輪盤(pán)、壓力容器、飛機(jī)起落架、炮管等異形鑄件。
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