电弧炉利用电极电弧产生的高温冶炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时,能量非常集中,电弧区温度在3000℃以上。冶炼金属,电弧炉比其他炼钢炉灵活,能有效去除硫、磷等杂质,炉温容易控制,设备占地面积小,适合冶炼合金钢。
非自耗真空电弧炉主要分为三部分:抽真空部分、熔炼部分和吸铸部分。其基本原理是利用炉体与铜模之间的压力差,将坩埚中的液态金属压入铜模中,利用循环水的冷却和铜良好的散热性,使液态金属快速冷却凝固,制备非晶合金。其基本操作步骤如下:
预备伐
1.打开炉体,清洗坩埚和电极,用吹风机吹干。
2.将待熔炼的金属放入坩埚中,关闭炉体,均匀拧紧所有紧固件。检查每个设备的所有阀门都已关闭。
关闭状态。
3.打开主电源闸和循环水阀;依次打开设备上的循环水电源开关,直至设备运行。
稳定。打开控制柜下分子泵的电源开关。
真空阶段
1.设备稳定后,打开炉体阀门和泵的开关电源,按下红色指示按钮(名称)启动压力显示屏,进行抽真空。
2.在设备抽真空的过程中,用紧固扳手均匀地拧紧炉盖上的紧固件和炉下部的密封件。
3.当炉体内压力达到初始设定值后(此时数字显示在左显示屏上),分子泵阀依次开启和关闭;关闭炉体阀门,关闭机泵开关,使用分子泵进行第二级抽真空。
4.当炉体内压力达到设定值后(此时数字显示在右侧显示屏上),分子泵阀门、分子泵按钮开关和红色指示按钮(名称)依次关闭。设备已被清空。
5.打开放气阀,向抽真空的炉体内注入高纯氩气至约一个大气压。
6.重复步骤1-3 2-3次,确保炉体内没有残留空气。
熔化阶段:
1.设备抽真空后为熔化阶段,将纯金属钛和待熔化的金属分别放入炉体内的坩埚中。
2.用摇杆和摇杆上的手轮移动电极,通过观察镜观察,使移动的电极对准坩埚上的电极,相位距离约为1 cm。3.盖上防护玻璃(炉盖上的红色玻璃片),调节电流到100(单位)左右,准备开始熔化金属。
4.按下红色启动按钮(引弧按钮),顺时针转动摇杆上的手轮,使炉内两个电极接触电弧,逆时针转动手轮,引弧后立即将两个电极分开,移动电极随摇杆移开,防止烧坏坩埚上电极。以上整个过程都是通过观察镜操作的。
5.通过电弧依次熔化纯钛和待熔化的金属。按下红色关闭按钮,完成熔炼。
6.用机械手转动坩埚中的金属。
7.重复步骤2-6,反复熔炼金属2-3次,以保证熔炼均匀。
样品制备阶段
1.用机械手将熔化的合金锭移到中间坩埚。
2.在熔炼阶段重复步骤2-5,加热中间坩埚中的合金锭。
3.当加热的金属通过观察镜熔化成完全液态时,打开控制柜上的。。。按钮准备吸收和铸造金属。
4.吸铸金属时,按下红色关闭按钮,同时按下吸铸阀手柄,1-2秒后抬起吸铸阀。
手柄将液态合金吸入坩埚下方的铜模中。
5.待炉体温度下降后,从真空炉下方打开模具通道,取出铜模,完成制样。
结束工作
1.打开炉体,清洁炉腔。清洗铜模,放回模槽中,拧紧密封盖。
2.炉腔清洗干燥后,关闭炉体,同时抽真空。
3.抽真空后,关闭顺序控制柜上的分子泵。。开关、循环水开关、外部循环水阀、电源总闸
4.检查设备的开关、阀门处于正确的开闭状态,填写实验记录,完成实验。
需要注意的问题
1.开机前先打开总电源开关和循环水阀,然后再关闭。启动设备前一定要检查循环水阀门是否打开,严禁无循环水启动设备。
2.整个设备运行过程涉及的开关和按钮很多,特别是抽真空过程比较复杂,但有一定的规律可循,即机械泵对应机械泵电源开关和炉阀,分子泵对应分子泵电源开关(包括“开”、“关”按钮)和分子泵阀。整个实验过程中,控制柜的循环水开关和设备的电源开关始终处于开启状态。抽真空是两级抽真空,第一级抽真空用机械泵,第二级抽真空用分子泵。阶段抽真空过程中处于开启状态的开关和阀门有:机械泵电源开关、炉体阀门。处于关闭状态的开关和阀门有:分子泵对应的分子泵电源开关(包括“开”和“关”按钮) 和分子泵阀。
第二阶段抽真空时处于开启状态的开关和阀门有:分子泵电源开关(包括“开”和“关”按钮)对应的分子泵和分子泵阀门。处于关闭状态的开关和阀门有:机械泵电源开关、炉门。注意从第一级抽真空过渡到第二级抽真空时,先运行分子泵,然后关闭机械泵。
3.在将熔融金属放入坩埚时,注意将较大的金属放在上面压住较小的金属,防止较小的金属被电弧吹走,导致合金成分与设计不符。
4.阶段抽真空时,注意拧紧炉体上的紧固件和炉体模具通道处的密封盖。