真空感應熔煉爐的熔煉工藝

真空感應爐熔煉主要分為裝料、熔化、精煉、澆注等幾個階段。

3.1 裝料

3.1.1原料要求

(1)準確掌握各種冶煉原材料的化學成分，不允許混亂;

(2)原材料中S、P含顯低，低熔點有色金屬雜質Pb、Bi、Sn等要低;(3)原材料氣體含是要少:

(4)原材料要特別清潔，無銹，無油污:

(5)原材料儲存在干燥環境，以免熔煉時帶入氣體產生噴觀:

(6)根據爐子容量大小和電源頻率，控制原材料尺寸:

(7)原料可以是返回料，精鋼材、純金屬、中間合金。

3.1.2料要

真空感應熔煉在真空室內進行，裝料與普通感應熔煉有所不同，全部原料分成兩部分;一部分直接裝入坩堝;一部分裝入合金料箱中，以便在熔煉過程中投入焙池。

(1)基本材料Fe、NiW、MoCo、V、C等可直接裝入坩堝內;

(2)坩堝內溫度不均勻，下高上低，原則上難熔金屬和量多元素裝在高溫區

(3)坩堝底部放小塊料，以便快速形成熔池，大塊料放在坩堝中上部，利于預熱和順利塌料;(4)裝料應做到上松下緊，以防熔化過程中上部爐料因卡住或焊接而出現“架橋”;(5)裝料時坩堝稍向前傾，上部裝料避免平攤放置，向出鋼一側集中:

(6)熱爐條件下應快速裝料，防止感應圈水冷表面凝結水珠，坩堝吸氣增多，延長抽氣時間，溫度降低，影響坩堝壽命。

裝入合金料箱中的材料主要包括:

(1) 活潑易氧化和微量元素(如AlTCeZ和B等)應在金屬液脫氧良好的條件下加入(2)蒸汽壓高、易揮發的元素(如Mn)加入時，熔煉室應先充以情性氣體Ar，控制爐內氣壓

3.2 熔化

熔化期的主要任務:爐料熔化、去氣，去除低焙點有害雜質和非金屬夾雜物，使金屬液溫度當，焙池上真空度符合要求，為精煉創造條件，熔化期在整個冶煉過程中時間最長。熔化期關鍵技術如下:

(1)真空度

合爐后，抽***高直空度s10Pa進行送電加熱，爐料館化前保持較高的直空度。館化期內，惱池由淺漸深，新的金屬液面不斷視露出來，高直空度，有利干氣

(2)供電制度

熔化初期，由于感應電流的集膚效應，爐料逐層熔化。爐料逐層熔化有利于去氣和去除非金屬夾雜，因此，熔化期要保持較高真空度和緩慢的熔化速度。需要合理的供電制度，開始熔化時，根據金屬爐料的不同特點，逐級增加輸入功率，使爐料以適當的速度熔化。若熔化過快，則氣體有可能從金屬液中急劇析出，引起

(3)熔化期噴濺

熔化速度過快大塊冷料落入熔池，補加料太快或含氣過多，金屬液溫度過高等都會引起熔化期金屬液大量噴濺，噴出的金屬液大都黏附在坩堝壁上部，形成環形殼，不但損失大量金屬材料，嚴重時還會導致冶煉工作無法進行。如果發生噴濺，可采取降低熔化速度(減小輸入功率)或適當提高熔煉室壓力(關閉真空閥

3.3精煉

精煉期的主要任務:脫氧、去氣、去除揮發性夾雜、調整溫度、調整成分。精煉過程中須控制好精煉溫度、真空度、真空時間以及合金化等工藝。

(1)精煉溫度

高精煉溫度有利于碳氧反應及夾雜的分解揮發，但溫度過高，會加劇坩堝與金屬間的反應、增加合金元素的揮發損失，因此，通常合金鋼的精煉溫度控制在所煉金屬的培點以上100C。

(2)直空度

真空度提高促進碳氧反應，隨著CO氣泡的上浮排出，有利于[H]和[N]的析出、非金屬夾雜的上浮、氮化物的分解，微量有害元素的揮發。但過高的真空度會加劇坩堝與金屬間的反應、增加合金元素的揮發損失，所以對于大型真空感應爐，精煉期的真空度通常控制在15~150Pa，小型爐控制在10Pa以下。

(3)真空時間

金屬液內氧含星先降后升，因此，氧含量達到***值的時間，為精煉***時間，500kg真空感應熔煉爐精煉時間為50~70min。爐料焙清后，立即加入適量的塊狀石里或其他高碳材料進行碳氧反應。

4)合金化

精煉后期，充分脫氧、去氣、揮發夾雜物后，加入活潑金屬和微量添加元素，調整成分，進行合金化，加入順序一般為Al、T、Zr、B、Re、Mg、  Ca做到

均勻、緩慢，以免產生噴濺，加入后大功率攪拌1-2min，加速合金煊化和分布均勻，由于Mn的揮發性較強，一般在出鋼前3-5min加入。

3.4澆注

鋼液的出鋼溫度、澆注溫度關系到成品的冶金質量，澆注時可采用保溫帽或絕熱板。

(1)澆注溫度

在澆注和金屬凝固過程中，鋼液中氣體的溢出，夾雜物的上浮，鋼液凝固時的補縮，需要鋼液有一定的過熱度，以保持良好的流動性。但溫度過高，柱狀品區

量下降，等軸粗品區擴大，夾雜物增多，疏松嚴重，造成短尺廢品。因此，澆注溫度一般控制在液相點以上50~80℃.

(2)帶電澆注

帶電澆注的目的:一是在澆注時將浮渣推向坩鍋后側，避免流入鋼錠和電極中，二是保持鋼液溫度均勻，減少溫差

(2) 澆注后保持真空

澆注后不應立即***真空，一般在出鋼5~15min后再***真空，避免紅熱鑄件及坩堝壁附著金屬的氧化，減輕下- 爐次的冶煉負擔 保證合金質量 可避免

紅熱金屬的氧化和***鑄模，***結晶的正常進行。對于成分復雜的高溫合金，澆注后可在真空下冷卻，