非自耗真空电弧炉（非自耗真空电弧炉原理）

今天给大家分享一个关于非自耗电弧炉的问题(非自耗电弧炉的原理)。以下是这个问题的总结。让我们来看看。

3.铸造中常用的熔炼方法有哪些？

1.True 空自耗电极电弧炉熔炼法(简称VAR法):随着true 空技术的发展和计算机的应用，VAR法迅速成为钛的一种成熟的工业生产技术，今天大部分钛及其合金铸锭都是用这种方法生产的。

2.非自耗空电弧炉冶炼法(简易NC法):钛工业早期，水冷铜电极已取代钨钍台金电抛或石墨电拉，解决了工业污染问题，从而使NC法成为冶炼钛和钛台金的重要方法，欧美已有数吨NC炉投入运行。

3.冷炉床熔炼法(简称CHM法):钛及钛合金铸锭因原料污染和熔炼过程异常造成的冶金夹杂缺陷一直影响着钛及钛合金在航空航天中的应用空。

4.冷坩埚熔炼法(简称CCM法):20世纪80年代，美国硅铁公司开发出无渣感应熔炼工艺，并将CCM法投入工业化生产，生产钛锭和钛精密铸件。

5.电渣熔炼法(简称ESR法):ESR法是利用电流通过导电电渣时带电粒子的碰撞，将电能转化为热能。

扩展数据:

CCM法兼有VAR法和坩埚感应熔炼耐火材料的特点，无需耐火材料和电极即可获得成分均匀、无坩埚污染的优质铸锭。与VAR法相比，CCM法具有设备成本低、操作简单等优点，但该技术仍处于发展阶段。

电渣重熔(ESR)法使用自耗电极在惰性渣(CaF2)中进行电渣重熔。可以直接铸成形状一致的铸锭，表面质量好，适合在下一道工序中直接加工。

电炉基础知识

电炉是将炉内电能转化为热量来加热工件的加热炉。关于电炉你还知道些什么？以下是我整理的电炉基础知识，供大家参考和了解。希望你喜欢！

一、电炉的优点

电炉是将炉内电能转化为热量来加热工件的加热炉。与燃油炉相比，电炉的优点是:炉内气氛容易控制，甚至可以抽成现实空；物料受热快，加热温度高，温度容易控制；生产过程易于实现机械化和自动化；良好的劳动卫生条件；热效率高；产品质量好；而且更加环保，是解决日益严重的环境问题的好产品。在冶金工业中，电炉主要用于钢铁、铁合金和有色金属的冶炼、加热和热处理。19世纪末，出现了工业规模的电炉。自20世纪50年代以来，随着电力工业的发展，对先进冶金产品的需求增加，电费下降，电炉在冶金炉设备中的比重逐年增加。电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉和电子束炉。

其次，介绍了电炉的类型。

电阻炉

电流通过导体产生焦耳热作为热源的电炉。根据电加热方式，电阻炉分为直接加热和间接加热。在直接加热的电阻炉中，电流直接通过材料。由于电加热功率集中在材料本身，材料受热快，适用于需要快速加热的工艺，如锻造毛坯的加热。这种电阻炉可以将材料加热到很高的温度，比如碳素材料的石墨化电炉，可以将材料加热到2500℃以上。直热式电阻炉可实现真空电阻加热炉或保护气体电阻加热炉。在粉末冶金中，它通常用于烧结钨、钽和铌等产品。用该炉加热时应注意:

(1)为了均匀加热材料，要求材料各部分的导电截面和电导率一致；

工业电阻炉

(2)由于材料本身的电阻相当小，为了达到所需的电加热功率，工作电流相当大，所以传输电极与材料的接触较好，避免了电弧放电和烧坏材料，传输母线的电阻小，从而降低了电路损耗；电阻炉多为间接加热电阻炉，装有专门用来实现电热转换的电阻，称为电热体，将热能传递给炉内物料。

这种电炉的外壳是钢板，炉膛内衬陶瓷纤维等耐火材料，材料放在里面。

最常用的电加热器是铁铬铝电加热器、镍铬电加热器、碳化硅棒和二硅化钼棒、碳化硅棒和二硼化锆陶瓷复合加热器。根据需要，炉内气氛可以是正常气氛、保护气氛或真空。一般电源电压为220伏或380伏，必要时提供可调电压的中间变压器。小炉(10kW)单相供电，大炉三相供电。对于品种单一、批量大的物料，应采用连续炉加热。炉温在700□以下的电阻炉大多都配有鼓风机，以加强炉内传热，保证加热均匀。熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝、镁及其合金等)的电阻炉。).)可制成坩埚炉；或者做一个有熔池的反射炉，在炉顶装一个电加热器。电渣炉是利用炉渣实现电热转变的电阻炉(见电渣重熔)。

感应电炉

感应炉简介利用材料的感应电热效应加热或熔化材料的电炉。感应炉的基本部件是用铜管绕制的感应线圈。AC电压被施加到感应线圈的两端以产生交变电磁场。将导电材料置于感应线圈中，由于电磁感应在材料中产生涡流，通过电阻转化为热能加热材料。因此，感应加热也可以认为是一种直接加热的电阻加热。

感应电热的特点是在被加热的物质中转化的电热功率(电流分布)很不均匀，表面最大，中心最小，这就是所谓的集肤效应。为了提高感应加热的电加热效率，电源频率要合适。小型熔炼炉用高频电加热物料表面，大型熔炼炉用中频或工频电深层加热物料。感应线圈是电感相当大的负载，功率因数一般很低。为了提高功率因数，感应线圈一般并联中频或高频电容，称为谐振电容。感应线圈和材料之间的间隙应该很小。感应线圈要用方铜管，管子要用水冷却。感应线圈的匝间间隙应尽可能小，绝缘应良好。感应加热装置，主要用于钢、铜、铝、锌的加热和铸造，具有加热速度快、烧损少、机械化和自动化程度高、适合自动化生产线等优点。

感应炉系列加热炉的特点

加热速度快，生产效率高，氧化脱碳少，节省材料和锻模成本。

因为中频感应加热的原理是电磁感应，其热量是在工件本身产生的，普通工人用中频电炉上班后十分钟就可以继续锻造任务，不需要专业的炉头提前封炉。不用担心停电或设备故障造成加热毛坯的浪费。因为这种加热方式，温度上升很快，氧化很少。与燃煤炉相比，每吨锻件至少节约钢材原料20-50公斤，材料利用率可达95%。由于这种加热方式是均匀的，而且芯部与表面的温差极小，因此锻造时锻模的寿命大大延长，锻造表面的粗糙度小于50um。

优良的工作环境，改善工人的工作环境和公司形象，无污染，低能耗。

与煤炉相比，感应加热炉在烈日下不会被煤炉熏到，而且可以满足环保部门的要求，同时树立公司的对外形象和锻造行业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式。一吨锻件从室温加热到1100℃耗电不到360度。

加热均匀，芯体与表面温差极小，控温精度高。

感应加热炉具有体积小、重量轻、效率高、热加工质量好、环保等优点。它正在迅速取代燃煤炉、燃气炉、燃油炉和普通电阻炉，是新一代金属加热设备。

工业感应熔炼炉包括坩埚炉(无芯感应炉)和槽式炉(有芯感应炉)，如图2所示。坩埚由耐火材料或钢制成，容量从几公斤到几十吨不等。其熔炼特点是坩埚内的熔体受到电动力学作用，迫使熔池液面上升，熔体从液面中心向四周流动，产生循环。这种现象称为电动力效应，可以使熔体成分均匀，但缺点是熔渣偏向外围，覆盖性差。与槽式炉相比，坩埚炉操作灵活，熔化温度高，但功率因数低，电耗高。槽式熔炼炉的感应器由铁芯、感应线圈和槽衬组成。所述槽为一个或两个带状环形槽，槽内装有与熔池相通的熔体。槽式熔炼炉原则上可以看作是一个二次短路只有一匝线圈的铁芯变压器。感应电流在熔体通道中流动，实现电热转换。

在生产中，每一炉金属冶炼完成后，熔池不能排空空，否则容易干涸，必须预留一部分熔体作为下一炉的初始熔体。熔池的温度高于熔池的温度，同时受到熔体流动的侵蚀，熔池内衬容易损坏。为了便于维修，现代炉子的感应器被制成易于更换的部件。槽式熔炼炉的容量从几百公斤到一百多吨不等。工频电源由熔化池炉提供。由于采用硅钢片制成的铁芯作为磁路，电气效率和功率因数都很高。槽式熔炼炉主要用于熔炼铸铁、铜、锌、黄铜等。它也可以用作混合熔炉来储存和加热熔体。

电弧炉

利用电弧的热效应熔化金属和其他材料的电炉(图3电弧炉类型)。按加热方式可分为三种:①间接加热电弧炉。两个电极之间产生电弧，通过热辐射加热材料，不接触。这种炉子噪音大，效率低，正逐渐被淘汰。②直热式电弧炉。在电极和材料之间产生电弧，直接加热材料；三相电弧炉是最常用的直接加热电弧炉(见电弧炉炼钢)。③矿热炉，又称还原炉或矿热炉。电极的一端埋入材料层中，在材料层中形成电弧，利用材料层本身的电阻加热材料；常用于冶炼铁合金(见铁合金电炉)

真空电弧炉

它是在真实的空空炉体中，用电弧直接加热熔化金属的电炉。炉内气体稀薄，电弧主要由熔融金属的蒸气产生。为了稳定电弧，通常提供直流电。按熔炼特点分为金属重熔炉和铸造炉。根据电极在冶炼过程中是否被消耗(熔化)分为自耗炉和非自耗炉，工业上多为自耗炉。True 空 EAF用于冶炼特殊钢、活性和难熔金属，如钛、钼和铌(参见True 空冶金学)。

电弧电加热可以认为是电弧电阻电加热。电弧的稳定性(耐电弧性)是炉子正常生产的必要条件。交流电弧炉通常使用工频电。为了稳定电弧，炉子的供电回路中应该有适当的电感，但电感的存在会降低功率因数和电气效率。降低电流频率是交流电弧炉的发展方向。电弧电阻的电阻相当小。为了获得必要的热量，炉子需要相当大的工作电流，所以炉子短网的电阻要尽可能小，避免电路损耗过大。对于三相电弧炉，三相阻抗应接近相同，以免三相负载不平衡。

等离子加热炉

由工作气体电离时产生的等离子体加热或熔化的电炉。产生等离子体的装置通常称为等离子枪，包括电弧等离子枪和高频感应等离子枪。工作气体被引入等离子枪，该等离子枪装备有用于产生电弧或高频(5-20 MHz)电场的装置。工作气体被作用后电离，产生由电子、正离子和气体原子分子混合物组成的等离子体。等离子体从等离子枪的喷嘴喷出后，形成高速高温的等离子弧火焰，温度远高于一般电弧。最常用的工作气体是氩气，它是一种单原子气体，容易电离，是一种惰性气体，可以保护材料。工作温度可高达20000□;用于冶炼特殊钢、钛及钛合金、超导材料等。炉型包括水冷铜结晶器、中型阴极炉、感应加热等离子炉和耐火炉衬等离子炉(见等离子冶金)。

电子束炉

用高速电子轰击材料使其加热熔化的电炉(如图4，电子束炉)。在一个真实的空炉壳中，阴极在低电压下被灯丝电加热，从而发射电子。电子束被加速阳极的高压电场加速，轰击阳极的金属材料，将电能转化为热能。由于电子束可以穿过高密度电磁聚焦装置，所以可以在材料被轰击的部分产生高温。电子束炉用于熔化特殊钢、耐火材料和活性金属。

工业电炉分为两类:周期运行炉和连续运行炉。

循环操作炉分为箱式炉、密封箱式炉、井式炉、罩式炉、台车炉和倾斜鼓式炉。

连续作业炉分为:窑车炉、推杆炉、辊底炉、振动底炉、转底炉、步进梁炉、牵引炉、连续鼓式炉、传送带炉等。其中，输送带炉又可分为网带炉、冲压链板炉、铸造链板炉等。...

电热炉

电加热炉可采用金属加热器或非金属加热器产生热源。其主要特点是结构简单，应用广泛。可广泛用于退火、正火、淬火、回火、渗碳和渗氮。主要的金属加热元件有镍铬电热丝(最常见，最高温度1200℃)、钼硅合金以及钨、钼等纯金属。非金属发热元件有SiC(最常见的可加热到1600℃)、LaCrO3、石墨棒(true 空或在保护气氛中加热到2000℃)。

优势:

1)与油燃烧器相比，容易得到高温。

2)可以从内部加热材料以提高其温度。

3)便于在可控气氛炉和真空炉空中使用。

4)电炉没有燃油炉的余热损失，热效率高。

5)容易控制温度，便于远程控制和微调。

6)可以快速加热。

7)操作性能好，无环境污染。

缺点:

1)需要增加配电设备的成本。

2)电力成本高。

3)当电阻加热温度超过1000℃时，耐火材料可能导电，应注意绝缘。

发展

20xx年，中国制造业占全球制造业产出的19.8%，略高于美国的19.4%，位居世界第一。中国制造业的快速发展，促进了中国烘箱、炉、电炉制造业的发展。国家统计局数据显示，2010年，烘箱、窑炉、电炉制造业规模以上企业增至308家，实现工业总产值162.88亿元，同比增长30.79%；实现销售收入163.87亿元，同比增长32.63%；利润总额10.43亿元，同比增长79.17%。

汽车和拖拉机行业70%-80%的零件需要热处理，而工具、刀具和轴承产品100%需要热处理。一些民用轻工金属制品的使用寿命大多是通过热处理来提高的。同时，紧固件行业、轴承行业、链条行业、工具行业、汽车、拖拉机、摩托车零部件行业都是依靠热处理质量的提高来提升自己的竞争实力。随着中国工业的不断发展，近十年来中国每年将新增40-50万吨热加工产能。另外，国内的烤箱、灶具、电炉大多都是过时落后的，会有被淘汰更新的趋势。中国对热加工设备的需求非常旺盛，中国的烤箱都会加热。

扩展方法

为了保护和延长电炉的使用寿命，必须注意以下事项:

(1)定期检查电炉与控制器之间的连接是否良好。

(2)电炉和控制器必须在相对湿度不超过85%，并且没有能损坏金属绝缘和电子元件的导电粉尘、爆炸性气体和腐蚀性气体的地方工作。

(3)控制器的工作环境温度限制在0-50℃。

(4)电炉及控制器使用时，不得超过额定功率，炉温不得超过最高使用温度。严禁将潮湿的工件装入炉内，加热后水分超高的工件应提前烘干。

(5)保持炉内清洁，及时清除金属氧化物、熔渣和杂质，装卸工件时要小心。

三、电炉的分类

工业炉

工业炉:分为电炉和燃烧炉(狭义的工业炉指燃烧炉)

主要产品分为电阻炉、感应炉、真空炉、电子束炉、热处理(或熔炼)机组、热处理辅助设备、燃烧炉七大类。

3.电阻炉:三部分:加热器、炉衬和耐热部分。

1.分为周期性和连续性两类。

2.循环炉的特点:

A.同时加入和取出炉料

B.加热时，炉料基本不动(特殊情况除外，如辊底炉、辊底炉)。

C.争取工作区域温度均匀。

四、电阻炉的分类

台式炉烧结炉退火炉固体炉淬火炉渗碳炉正火炉氮化炉熔化炉钎焊炉盐浴炉鼓形炉网带炉真空空空炉实验炉高频炉干燥炉罩式炉推杆炉熔化炉燃料炉氨分解炉玻璃炉。

连续电阻炉

A.推进炉

B.传送带炉

c网带炉(适用于薄小零件的退火、烧结、钎焊和固溶处理。在结构上类似于传送带炉)

D.连续转鼓炉

E.辊底炉(托盘在辊上移动。

结构

整套电炉设备包括中频电源柜、补偿电容器、炉体(两套)、水冷电缆和减速器。炉体由炉壳、感应线圈、炉衬和倾斜还原箱四部分组成。炉壳为非磁性材料，感应线圈为矩形空芯管制成的螺旋管，熔炼时管内通入冷却水。引出线圈的铜排与水冷电缆连通，炉衬靠近感应线圈，感应线圈由压实的石英砂烧结而成。炉体的倾斜直接由倾斜齿轮箱带动旋转。倾斜齿轮箱为两级涡轮，自锁性能好，旋转稳定可靠。当出现紧急停电时，必须停止工作并倾斜炉子以避免危险。两个炉子的倾动减速箱的电机控制可以通过炉子选择开关来选择，四芯橡胶线的开关箱可以使操作者站在合适的位置来控制炉子的倾动和复位。

操作指南

1、操作者必须了解以下几点:

一、电炉及其辅助设备的结构和性能。

B.配电系统、控制系统和安全装置的布置等。

c、操作流程和安全操作规程。

2、检查操作前的准备工作

a、设备电源是否正常，是否有断相、短路或裸线等现象。

b、检查接地装置连接接触是否良好。

c、检查发热元件是否损坏，接头是否接触良好，与炉体、外壳是否有接触。

d、检查温度控制系统是否异常。

e、检查炉门升降、小车进出运行是否正常。

3.严禁在炉内加工有腐蚀性、挥发性和爆炸性气体的工件，以免影响发热元件和耐火材料的使用寿命，造成爆炸等事故。

4.电炉不能超温运行，否则会缩短设备使用寿命。

5.工件应堆放均匀，与发热元件的距离应在100-150毫米左右。..

6.氧化皮太多的工件需要在入炉前去除，可以用钢丝刷刷。

7、严禁野蛮操作，工件应轻放，避免碰撞。

8.使用电炉时，操作人员不得擅自离开岗位，必须时刻注意电炉工作状态是否正常。

9.电炉在装卸工件时，必须先切断加热元件的电源，以确保操作人员的安全。

10、炉内氧化物(包括电炉丝)应经常清洗，每周至少一至五次。炉底可用压缩空空空气吹扫。

11、电阻丝如用后，不要碰撞扭结，以免折断。

12、电炉电机应定期检查，添加润滑油等。，注意使用安全。

13、定期检查发热元件的使用情况。短期使用后，发热元件不应弯曲或碰撞。如果腐蚀、断裂不严重，可采用与电炉丝相同的材料(或电炉丝本身)作为焊条，用乙炔气加热焊接，焊条采用50%白云粉。如果发热元件腐蚀严重，无法使用，应单独更换。

14.定期检查仪表和热电偶的偏差，防止由于仪表和热电偶的误差造成的不正确的温度测量影响产品质量。

【电炉基础知识】相关文章:

真空电弧炉的定义

电弧是气体的电弧放电。气体电弧放电表现为电极间电压很低，但通过气体的电流很大，有耀眼的白光，电弧温度很高(约5000k)。巨大的电流密度来源于阴极的热电子发射和电子的自发射，即阴极附近有一个正离子层形成强电场，使阴极自动发射电子。大量电子与两极之间的气态分子碰撞使其电离，产生大量正离子和二次电子。在电场的作用下，它们分别与阴极和阳极碰撞，产生高温。阴极的温度比阳极低，因为有一部分能量用于电子发射。由于一些正离子和电子的复合放热，在电极之间也产生高温。电弧炉就是根据这一原理冶炼金属的工业炉。真空环境下的电弧炉就是真空电弧炉。真空电弧熔炼采用大电流低电压，属于短弧操作。一般电弧电压为22 ~ 65V，对应的弧长为20 ~ 50 mm(后者为大锭)。自从1839年熔化铂丝实验成功后，在接下来的100年里，人们开始研究难熔金属的熔化。1953年，真正的空电弧炉正式用于工业。直到1956年，美国和许多欧洲国家还在用非自耗炉冶炼钛，自耗炉炼钢始于1955年。1960年左右，自耗炉生产的钢锭已达30多吨，初具规模。目前的发展情况可以用美国康萨克公司制造的real 空自耗炉来代表。为了提高生产率和设备利用率，两炉共用一套主电源、real 空系统和自动控制系统。

在真空状态下对工件(或材料)进行热处理，可以延长工模具的使用寿命，具有不氧化、不脱碳、表面光亮、变形小、节能无污染等优点，并改变机械性能和冶金性能。