Дуговая плавка - это метод плавления заряженного материала, обычно металлической руды или металлолома, с помощью электрической дуги. При этом переменный ток подается на электрод, находящийся в плавильной печи. Тепло, выделяемое дугой, приводит к расплавлению остатков на металлической основе.
В дуговой плавильной печи основным компонентом является электросварщик, который выполняет роль большого трансформатора, преобразующего высокое напряжение в низкое напряжение и большой ток. Электросварщик запускает дугу, создавая мгновенное короткое замыкание между положительным и отрицательным полюсами. Дуга представляет собой явление самоподдерживающегося разряда, поддерживающего относительно длительное стабильное горение дуги без необходимости использования высокого напряжения.
Дуговая плавильная печь работает при очень высоких температурах, максимальная температура составляет 3000℃. В ней используется дуга, представляющая собой обычную термическую плазму, которая генерирует тепло, необходимое для плавления материала. Печь обеспечивает стабильный процесс плавления за счет контроля таких факторов, как геометрия ванны и скорость плавления.
В процессе дуговой плавки в печь загружается электрод, подлежащий плавке. Для специальных сталей и суперсплавов электрод предварительно отливается на воздухе или в вакууме. Для первичных реакционноспособных металлов, таких как титан, электрод изготавливается из прессованной губки и/или лома, либо в процессе плавки в горне, например плазменной или электронно-лучевой.
Вакуумный сосуд, в котором происходит плавка, состоит из двух основных механических узлов - подвижной головки печи и неподвижной плавильной станции. Подвижная головка печи представляет собой верхнюю часть сосуда и содержит встроенный плунжер, соединенный с сервоприводом. Этот узел поддерживает и управляет движением электрода. Водоохлаждаемый плунжер проходит через вакуумное уплотнение в головке, и электрод прижимается к его нижнему концу, становясь катодом в процессе дуговой плавки.
Неподвижная станция плавки образует нижнюю половину вакуумного сосуда и состоит из съемного медного тигля, помещенного в неподвижную водяную рубашку из нержавеющей стали. После закрепления электрода на плунжере плунжер поднимает электрод, а головка печи опускается, создавая вакуумное уплотнение на верхней части тигля.
После создания вакуума включается источник питания постоянного тока, и система управления запускает дугу высокого тока между расходуемым электродом (катод -) и основанием тигля (анод +). При этом быстро образуется расплавленный слой металла. При этом точно выдерживается дуговой промежуток между плавящимся электродом и бассейном металла и устанавливается контролируемая скорость расплавления. Капли металла, попадающие в дуговой промежуток, подвергаются воздействию вакуумной среды и экстремальных температур дуговой зоны, что приводит к удалению растворенных газов, испарению бродячих элементов и повышению чистоты оксидов.
Водоохлаждаемый тигель обеспечивает направленное затвердевание расплава, предотвращая макросегрегацию и уменьшая микросегрегацию. Это улучшает свойства материала затвердевшего слитка. К концу процесса мощность постепенно снижается для обеспечения контролируемой горячей вершины, что позволяет максимально увеличить выход полезного продукта.
В целом процесс дуговой плавки в электродуговой плавильной печи позволяет расплавить заряженный материал с помощью электрической дуги, что дает контролируемый и эффективный метод плавки металлов.
Усовершенствуйте свой процесс дуговой плавки с помощью передового лабораторного оборудования KINTEK. Наши высококачественные и надежные печи для дуговой плавки, электросварщики и системы мониторинга помогут вам добиться точного контроля геометрии ванны и скорости плавления. Максимально повысьте эффективность и обеспечьте стабильные свойства сплавов с помощью KINTEK. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить индивидуальное решение, отвечающее вашим потребностям в области исследований и разработок.
