真空感應(yīng)爐冶煉百問百答

真空感應(yīng)爐基礎(chǔ)理論

1、什么是真空？

某密閉容器里面，由于氣體分子數(shù)目減少，氣體分子作用于單位面積上的壓強(qiáng)降低，此時(shí)該容器內(nèi)部壓強(qiáng)低于常壓，這種比常壓低的氣態(tài)空間就稱”真空”。

2、真空感應(yīng)爐的工作原理？

主要是應(yīng)用電磁感應(yīng)的作用，在金屬爐料本身產(chǎn)生電流，再依靠金屬爐料本身的電阻，按照焦耳——楞次定律，將電能轉(zhuǎn)換為熱能，用以熔煉金屬。

3、真空感應(yīng)爐的電磁攪拌是如何形成的？

坩鍋中的熔融金屬在感應(yīng)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中產(chǎn)生電動(dòng)力，由于集膚效應(yīng)，熔融金屬產(chǎn)生的渦流與感應(yīng)圈中通過的電流方向相反，產(chǎn)生相互排斥作用；熔融金屬受到的排斥力始終指向坩鍋的軸線方向，熔融金屬也被推向坩鍋的中心；又由于感應(yīng)圈是短線圈，兩頭有短部效應(yīng)，所以在感應(yīng)圈兩頭相應(yīng)電動(dòng)力變小，電動(dòng)力分布為上下兩頭小，中間大。在這種力作用下，金屬液首先從中部向坩鍋軸線運(yùn)動(dòng)，到中心后分別向上和向下流去，此種現(xiàn)象不斷的循環(huán)下去，便形成金屬液體的激烈運(yùn)動(dòng)。實(shí)際冶煉時(shí)可以清除看到金屬液在坩鍋中心部分向上隆起，上下翻騰的現(xiàn)象，這就是電磁攪拌。

4、電磁攪拌有何作用？

①可以加速熔煉過程中的物化反應(yīng)速度；②使被熔融金屬液成分均勻；③坩鍋內(nèi)金屬液溫度趨于一致，導(dǎo)致熔煉中反應(yīng)徹底完成；④攪拌的結(jié)果克服了自身靜壓力的作用，把坩鍋深處的融解氣泡翻到液面上來，便于氣體排出，減少合金的氣體夾雜含量。⑤猛烈攪拌增強(qiáng)金屬液對(duì)坩鍋的機(jī)械沖刷，影響坩鍋壽命；⑥加速坩鍋耐火材料在高溫下的分解，構(gòu)成對(duì)熔融合金的再次污染。

5、什么是真空度？

真空度表示低于一個(gè)大氣壓的氣體的稀薄程度，常用壓強(qiáng)表示。

6、什么是漏氣率？

漏氣率指真空設(shè)備封閉后單位時(shí)間內(nèi)的壓力增高量。

7、什么是集膚效應(yīng)？

集膚效應(yīng)指交流電通過導(dǎo)體（冶煉中指爐料）時(shí)，在導(dǎo)體截面上出現(xiàn)電流分布不均勻現(xiàn)象，越靠導(dǎo)體表面電流密度越大，越向中心部位電流密度越小的現(xiàn)象。

8、什么是電磁感應(yīng)？

交變電流通過導(dǎo)線，在其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，而把封閉導(dǎo)線放在變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)線內(nèi)又會(huì)產(chǎn)生交變電流。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。

9、真空感應(yīng)爐漏氣度計(jì)算公式？

P2-P1

E = ————(Pa/min)

△t

10、真空感應(yīng)爐冶煉的優(yōu)點(diǎn)有那些？

①?zèng)]有空氣和爐渣污染，冶煉的合金純凈，性能水平高；

②真空下冶煉，創(chuàng)造了良好的去氣條件，熔煉出的鋼和合金氣體含量低；

③真空條件下，金屬不易氧化；

④原料帶入的雜質(zhì)（Pb、Bi等）在真空狀態(tài)下可以揮發(fā)一部分，使材料得到提純；

⑤真空感應(yīng)爐冶煉時(shí)，可以用碳脫氧，脫氧產(chǎn)物是氣體，合金純度高；

⑥能準(zhǔn)確的調(diào)整和控制化學(xué)成分；

⑦可以使用返回料。

11、真空感應(yīng)爐冶煉的缺點(diǎn)有那些？

① 設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，投資大；

② 維修不方便，冶煉費(fèi)用高，成本比較高；

③ 冶煉過程中坩堝耐火材料污染金屬；

④ 生產(chǎn)批量小，檢驗(yàn)工作量較大。

第二章真空感應(yīng)爐設(shè)備維護(hù)

12、真空泵的主要基本參數(shù)和含義是什么？

① 極限真空度：真空泵進(jìn)氣口封死情況下，經(jīng)長時(shí)間抽空所能獲得的低壓強(qiáng)穩(wěn)定值（即能獲得高穩(wěn)定的真空度），稱泵的極限真空度。

② 抽氣速率：泵在單位時(shí)間內(nèi)所抽出的氣體體積稱為真空泵的抽氣速率。

③ 大出口壓強(qiáng)：真空泵正常工作時(shí)，在排氣口處排出氣體的大壓強(qiáng)值。

④ 前置壓強(qiáng)：為保證真空泵安全運(yùn)轉(zhuǎn)，在泵的排氣口處所需維持的大壓強(qiáng)值。

13、如何選擇合理的真空泵組系統(tǒng)？

① 真空泵的抽氣速率與一定的真空泵入口壓強(qiáng)相對(duì)應(yīng)；

② 機(jī)械泵、羅茨泵、油增壓泵不能直接向大氣排氣，必須依靠前級(jí)泵建立并維持規(guī)定的前置壓強(qiáng)，才能正常工作。

14、為什么在電器回路中要加入電容器？

由于感應(yīng)圈和金屬爐料之間距離很大，漏磁非常嚴(yán)重，有用磁通很少，無功功率大，因此在電容性電路上，電流超前于電壓，為抵消電感的影響，提高功率因數(shù)，必須在回路中并入適當(dāng)數(shù)量的電容器，使電容與電感發(fā)生并聯(lián)諧振，從而提高感應(yīng)圈功率因數(shù)。

15、真空感應(yīng)爐的主體設(shè)備有幾部分？

熔煉室、澆注室、真空系統(tǒng)、電源系統(tǒng)。

16、冶煉過程中對(duì)真空系統(tǒng)的維護(hù)事項(xiàng)？

① 真空泵油質(zhì)、油位正常；

② 過濾網(wǎng)倒換正常；

③ 各隔離閥門密封正常。

17、冶煉過程中對(duì)電源系統(tǒng)的維護(hù)事項(xiàng)？

① 電容器冷卻水溫度正常；

② 變壓器油溫正常；

③ 電纜冷卻水溫正常。

第三章真空感應(yīng)爐坩鍋制備

18、真空感應(yīng)爐熔煉對(duì)坩鍋有那些要求？

① 有高的熱穩(wěn)定性，避免急冷急熱產(chǎn)生裂紋；

② 有高的化學(xué)穩(wěn)定性，防止耐火材料對(duì)坩鍋污染；

③ 有足夠高的耐火度和高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，用來承受高溫和爐料沖擊；

④ 坩鍋應(yīng)有高的致密度和光滑的工作表面，以減少坩鍋與金屬液接觸的表面積，降低金屬殘?jiān)谯徨伇砻娓街潭取?/span>

⑤ 具有高的絕緣性；

⑥ 燒結(jié)過程中體積收縮小；

⑦ 有較低的揮發(fā)性和良好的抗水化性；

⑧ 坩鍋材料有較小的放氣量。

⑨ 坩鍋材料資源豐富，價(jià)格低廉。

19、如何提高坩鍋的高溫性能？

① 降低MgO砂中CaO及的含量和CaO/ SiO2的比值，以減少液相量和提高產(chǎn)生液相的溫度。

② 提高晶體晶粒的穩(wěn)定性。

③ 使燒結(jié)層達(dá)到良好的再結(jié)晶狀況，以減小氣孔率，減小晶界寬度，并形成鑲嵌結(jié)構(gòu)，構(gòu)成固相與固相的直接結(jié)合，從而降低液相的有害作用。

20、如何選擇合適的坩鍋幾何尺寸？

① 坩鍋壁厚一般為坩鍋（成型）直徑的1/8～1/10；

② 鋼液占坩鍋容積的75％；

③ R的角度為45°左右；

④ 爐底厚度一般為爐壁的1.5倍。

21、打結(jié)坩鍋常用的粘合劑有那些？

① 有機(jī)物：糊精、紙漿廢液、有機(jī)樹脂等；

② 無機(jī)物：水玻璃、鹵水、硼酸、碳酸鹽、粘土等。

22、打結(jié)坩鍋的粘合劑（H3BO3）有什么作用？

硼酸（H3BO3）在一般情況下，經(jīng)300℃以下加熱，即可脫去全部水分，稱為硼酐（B2O3）。

① 在不高的溫度下，部分MgO、Al2O3可以溶入到液態(tài)的B2O3中形成一系列過渡產(chǎn)物，加快了MgO·Al2O3的固相擴(kuò)散從而促進(jìn)了再結(jié)晶，使坩鍋燒結(jié)層在較低的溫度下開始形成，從而降低了燒結(jié)溫度。

② 靠硼酸在中溫的熔化和粘結(jié)作用，增厚半燒結(jié)層，或增加二次燒結(jié)前坩鍋的強(qiáng)度。

③ 在含過CaO的鎂砂中，靠粘結(jié)劑來抑制850℃以下的2CaO·SiO2發(fā)生晶型變化。

23、坩鍋有幾種成型方式，各是什么？

2種方式。

① 爐外預(yù)制；將坯料（電熔鎂、或鋁鎂尖晶石耐火材料）按一定粒度配比和選擇合適的粘合劑混合后，在坩鍋模內(nèi)通過震動(dòng)、等靜壓過程成型、坩鍋坯體經(jīng)烘干處理，在高溫隧道窯內(nèi)其高燒成溫度≥1700℃×8h焙燒加工成預(yù)制坩鍋。

② 爐內(nèi)直接搗打；在合適的粒度配比中加入適量的固態(tài)粘合劑，如硼酸等，混合均勻后，采用搗固以達(dá)到致密充填，燒結(jié)時(shí)靠各部分溫度不同，形成不同的組織結(jié)構(gòu)。

24、坩鍋的燒結(jié)結(jié)構(gòu)分幾層，是如何形成的，對(duì)坩鍋質(zhì)量有何影響？

坩鍋燒結(jié)結(jié)構(gòu)分為三層，燒結(jié)層、半燒結(jié)層和松散層。

燒結(jié)層：烤爐時(shí)粒度發(fā)生再結(jié)晶，除低溫端有中等砂粒度，其余完全看不出原來的配比，而呈現(xiàn)均勻細(xì)致的結(jié)構(gòu)，晶界很窄，雜質(zhì)重新分布在新晶界上。燒結(jié)層是位于坩鍋壁里面的一層堅(jiān)硬殼體，它直接與被熔煉金屬接觸，直接承受各種力作用，所以這一層對(duì)坩鍋是十分重要的。

松散層：燒結(jié)時(shí)靠近絕熱層部分溫度低，鎂砂既不能燒結(jié)，也不能被玻璃相粘結(jié)，處于完全松散狀態(tài)。這一層位于坩鍋的外面，所起作用有：因?yàn)檫@一層結(jié)構(gòu)松散，熱傳導(dǎo)能力差，使從坩鍋內(nèi)壁往外傳出的熱量少，減少熱損耗，起到保溫作用，提高坩鍋內(nèi)熱效率；第二，松散層又是保護(hù)層。因?yàn)闊Y(jié)層已成殼體，直接與液態(tài)金屬接觸，容易產(chǎn)生裂紋，一旦它產(chǎn)生裂紋，熔融液態(tài)金屬要從裂紋中向外滲出，而松散層由于結(jié)構(gòu)疏松，不易產(chǎn)生裂紋，從里層滲出的金屬液被他給擋住，對(duì)感應(yīng)圈起到保護(hù)作用；第三，松散層還是一個(gè)緩沖區(qū)。因燒結(jié)層已成堅(jiān)硬殼體，受熱和冷卻時(shí)，重要產(chǎn)生總體體積膨脹和收縮現(xiàn)象，由于松散層結(jié)構(gòu)疏松，對(duì)坩鍋體積變化起到緩沖作用。

半燒結(jié)層（亦稱過渡層）：位于燒結(jié)層和松散層之間，分為兩部分，靠近燒結(jié)層部分，雜質(zhì)熔化并重新分布或粘結(jié)鎂砂粒，鎂砂發(fā)生部分再結(jié)晶，大砂粒顯得特別密集；靠近松散層部分，靠近松散層部分完全由粘合劑粘合在一起。半燒結(jié)層兼有燒結(jié)層和松散層作用。

25、如何選擇烤爐工藝制度？

① 高烤爐溫度：打結(jié)坩鍋絕熱層厚度在5～10mm時(shí)，對(duì)電熔鎂砂來說，1800℃烤爐時(shí)，燒結(jié)層只占坩鍋厚度的13~15%。2000℃烤爐時(shí)占24～27％，從坩鍋高溫強(qiáng)度考慮，烤爐溫度高一些為好，但不易過高，大于2000℃由于氧化鎂升華或由于氧化鎂被碳還原，以及氧化鎂激烈再結(jié)晶，形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。因此高烤爐溫度應(yīng)控制在2000℃以下。

② 升溫速度：升溫初期，為了有效的去除耐火材料中的水分，應(yīng)充分的預(yù)熱，一般在1500℃以下升溫速度要緩慢；爐溫達(dá)到1500℃以上時(shí)電熔鎂砂開始燒結(jié)，這時(shí)應(yīng)采用大功率，以快速升溫至預(yù)計(jì)高烤爐溫度。

③ 保溫時(shí)間：爐溫達(dá)到烤爐溫度后，需要在該溫度下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間根據(jù)爐 型和材質(zhì)有所不同，如電熔鎂小坩鍋15～20min，電熔鎂大、中坩鍋30～40min。

因此，將烤爐時(shí)的升溫速度和高烘烤溫度下的烘烤時(shí)間歸納為：低溫慢速烘烤、高溫快速燒結(jié)，具有一定保溫時(shí)間作為一條基本經(jīng)驗(yàn)來掌握。

26、為什么要進(jìn)行洗爐？

坩鍋經(jīng)烘烤后：①燒結(jié)層晶界上有大量液相，熔煉時(shí)會(huì)有一部分進(jìn)入鋼液；②坩鍋表面孔隙多，氣體和不凈物也多；③燒結(jié)后降溫速度很快，相當(dāng)數(shù)量固熔于方鎂石晶?；虿Ａ嘀械母呷埸c(diǎn)雜質(zhì)來不及析出，燒結(jié)層未達(dá)到好狀態(tài)；④爐口和出鋼咀部位溫度較低。

27、真空下金屬液與坩鍋耐火材料有那些反應(yīng)？

①真空狀態(tài)下，①耐火材料中的氧化物會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)：

MgO（固）＝Mg（氣）＋1/2O2（氣）

AL2O3（固）＝2AlO（氣）＋1/2O2（氣）

SiO2（固）＝SiO（氣）＋1/2O2（氣）

②金屬液與耐火材料發(fā)生下列反應(yīng)：

Fe（液）＋MgO（固）＝Mg（氣）＋[FeO]

Fe（液）＋SiO2（固）＝SiO（氣）＋[FeO]

③隨著壓強(qiáng)降低，金屬液中C的還原能力增加，由于C的還原作用，使坩堝耐火材料受到侵蝕，發(fā)生如下反應(yīng)：

MgO（固）＋[C]=Mg（氣）＋CO（氣）

AL2O3（固）＋3[C]=2【Al】＋3CO（氣）

SiO2（固）＋2[C]=[Si]＋2CO（氣）

④另外，金屬液中的其它元素也有還原作用，如下：

MgO（固）＋[Si]=Mg（氣）＋SiO（氣）

SiO2（固）＋[Ti]=[Si]＋TiO2（氣）

28、坩鍋干法打結(jié)需要注意些什么？

① 先檢查感應(yīng)圈絕緣情況，水冷系統(tǒng)是否正常；

② 打結(jié)工具清潔，無銹、無臟物；

③ 坩堝鐵皮（石磨芯）座正，與底部垂直，外部包幾層黃板紙，易于拔出；

④ 爐底高度必須再感應(yīng)圈底匝以上；

⑤ 坩堝底部與爐壁過渡處注意打結(jié)質(zhì)量，防止產(chǎn)生裂紋；

⑥ 每層打結(jié)前，前一層必須用鋼釬劃松3～5mm，再加料打結(jié)，防止分層和減少粒度偏析。

29、電熔氧化鎂＋鋁鎂尖晶石修爐粒度配比有那些要求？

電熔鎂砂占總量的50～60％，分為粗顆粒、中顆粒、細(xì)顆粒；鋁鎂尖晶石占重量的40～50％，分為粗粉和細(xì)粉。

第四章真空感應(yīng)爐熔煉工藝

30、熔化期的任務(wù)是什么？

化料、去氣、去除低熔點(diǎn)有害金屬雜質(zhì)和非金屬夾雜物，調(diào)整合金液溫度，并置于足夠的真空度下，為精煉期創(chuàng)造條件。

31、熔化期有何特點(diǎn)？

① 爐料逐漸熔化，鋼液逐漸形成，鋼液相對(duì)表面積很大，熔池也比較淺，非常有利于去氣和非金屬夾雜物去除，去除的夾雜物占總夾雜物的70％以上；

② 熔化期可以去除大部分氣體，氫氣可以去除70～80％，氮?dú)饪梢匀コ?0～70％，氧氣可以去除30～40％；

③ 爐料在升溫和熔化過程中，放出大量氣體，使真空度降低；

④ 爐料在熔化過程中，坩鍋壁周圍金屬料溫度高（尤其中下部），先熔化，由于渦流熱、輻射熱、傳導(dǎo)熱的綜合作用，使整個(gè)爐料逐漸自動(dòng)下沉，鋼液溫度穩(wěn)定。

32、熔化前需做那些準(zhǔn)備工作？

① 熔化前必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，包括爐體、真空、電器、機(jī)械、水冷、測(cè)溫、澆注等；

② 爐子必須具備熔煉時(shí)合適的真空度和漏氣率；

③ 原材料符合技術(shù)規(guī)程要求，配料準(zhǔn)確；

④ 坩鍋具備很好的打結(jié)和燒結(jié)質(zhì)量；

⑤ 制定合適的工藝。

33、裝料的原則是什么？

下緊上松，合理布料，防止架橋，難熔金屬裝在高溫區(qū)。

34、精煉期的任務(wù)是什么？

調(diào)溫，合金化（調(diào)成份），去氣、去雜質(zhì)，均勻成份。

35、精煉期的特點(diǎn)是什么？

① 高真空精練有利于去氣，有害雜質(zhì)的揮發(fā)，避免活波元素?zé)龘p，準(zhǔn)確控制合金元素含量?？刹捎脴O活波的稀土金屬進(jìn)行脫氧和微合金化；

② 精練時(shí)鋼液的高溫沸騰使鋼液與爐襯反應(yīng)，向鋼液供氧，用碳脫氧產(chǎn)物為氣體，被及時(shí)抽走，不玷污鋼液，碳氧反應(yīng)劇烈，加速脫氣；

③ 電磁攪拌強(qiáng)，有利于非金屬夾雜物上浮去除；

④ 在高溫和高真空下，鋼液流動(dòng)性好。

36、為什么對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧？

氧在鋼中及合金中以融解狀態(tài)和氧化物形式存在，它導(dǎo)致鋼和合金產(chǎn)生偏析、裂紋、夾雜、氣泡、疏松等缺陷，大大地降低鋼和合金的物理性能。

37、真空感應(yīng)爐脫氧的方式有幾種？

① 用碳脫氧：【C】＋【O】＝CO（氣）

② 用氫脫氧

③ 用甲烷脫氧

④ 用固體金屬脫氧

38、鋼液中氧的來源？

氧的來源主要通過原材料帶入，設(shè)備吸附氣體的釋放、爐體漏氣、坩鍋表面氧化、耐火材料與熔池作用等多種途徑進(jìn)入金屬熔池。

39、鋼液為什么要去除H2和N2？

氫和氮對(duì)鋼及合金是及其有害的元素（除含氮鋼外）。

① 氫含量過高，會(huì)使鋼和合金產(chǎn)生白點(diǎn)或發(fā)紋，降低鋼及合金的塑性和抗張強(qiáng)度，使金屬過早斷裂；

② 含氮量過高，會(huì)在鋼中產(chǎn)生氣泡和疏松，破壞金屬的致密性。

40、要使有害雜質(zhì)揮發(fā)應(yīng)采取怎樣措施？

真空下要使要害雜質(zhì)揮發(fā)，要有盡量提高爐內(nèi)真空度。

41、要減少有益元素的揮發(fā)應(yīng)采取什么樣的措施？

① 充氬，提高鋼液面上的氣相壓力；

② 易揮發(fā)元素在出鋼前加入；

③ 低溫不全結(jié)膜加入，并利用電磁攪拌，迅速使成分均勻化。

42、精練的三種方式是什么？

① 高溫精練，精練溫度高于液相線150℃或是150℃以上；

② 中溫精練，精練溫度高于液相線100～150℃；

③ 低溫精練，精練溫度高于液相線50～100℃

43、高溫精練應(yīng)注意些什么？

① 高溫精練時(shí)，一定注意坩鍋質(zhì)量和熔體組員的化學(xué)性質(zhì)，否則將強(qiáng)化坩鍋與熔體之間的反應(yīng)，向鋼液供氧，達(dá)不到精練效果；

② 高溫精練時(shí)間不宜過長，一般10～20min為宜。

44、合金化階段加料應(yīng)注意些什么？

① 精煉期加入的合金元素，均為活波或微量元素，與氧和氮的親和力大，對(duì)合金性能影響顯著，因此，加入前，熔池必須經(jīng)過充分脫氧和去氣；

② 根據(jù)與氧親和力的大小和揮發(fā)程度，選擇合適的加料順序，一般采用先強(qiáng)后弱，先多后少，先加低蒸汽壓，后加高蒸汽壓元素的原則；

③ 蒸汽壓高的元素，加入時(shí)需要?dú)鍤獗Ｗo(hù)；

④ Al、Ti、Zr加入時(shí)，發(fā)生放熱，需低溫加入，另外，高溫加入還會(huì)引起噴濺。

⑤ 爐料比重輕，應(yīng)加強(qiáng)攪拌。

45、真空澆注的特點(diǎn)？

① 鋼液在真空下流動(dòng)性特別好；

② 鋼液和在真空下澆注的錠和電極散熱極慢；

③ 在真空下澆入模中的鋼液，隨著鋼液的降溫和凝固要不斷的放出氣體；

④ 鋼液直接注入模中，不用盛鋼桶。

46、對(duì)真空澆注系統(tǒng)的要求是什么？

① 整個(gè)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間盡量??；結(jié)構(gòu)簡單，不復(fù)雜；易于裝配和拆卸；所有拐彎處要圓滑過緩，且有一定的光度，減少壓頭損失，易于鋼液流動(dòng)和填充；盡量減少耐火材料，多用金屬料；部件裝配要嚴(yán)密，保證澆注時(shí)不跑鋼；

② 澆注系統(tǒng)要保持清潔，防止外來物玷污鋼液；

③ 澆注系統(tǒng)經(jīng)過烘烤，保持干燥，防止水分和氣體進(jìn)入鋼液。

47、鋼錠縮孔是怎樣產(chǎn)生的？

鋼液注入錠模后，首先結(jié)晶的外殼決定了鋼錠的外形尺寸，而中心部分由于凝固收縮，體積縮小，未凝固的鋼液就來補(bǔ)嘗收縮，模中鋼液的水平面下降，在鋼錠上部形成一個(gè)倒錐形體，這就是縮孔。

48、減少鋼錠縮孔的辦法有那些？

① 使用保溫帽；

② 加入發(fā)熱劑；

③ 對(duì)保溫帽內(nèi)鋼液進(jìn)行電阻或電弧加熱。

49、怎樣計(jì)算鐵基合金的熔點(diǎn)？

T熔＝1535－65【C】－30【P】－25【S】－20【Ti】－8【Si】－7【Cu】－5【Mn】－2.5【Ni】－2.7【Al】－2【V】－1.7【Mo】－1.5【Cr】－1.7【Co】－1【W(wǎng)】－1300【H】－90【N】－80【B】－80【O】－5【Ce】－6.5【Nb】℃

50、怎樣計(jì)算鎳基合金的熔點(diǎn)？

T熔＝1453－61.7【C】－13.2【Si】－3.6【Mn】－35【P】－32.3【S】－1.6【Cr】－5【Al】－11.1【Ti】－0【Co】－6.8【Nb】－2.7【W(wǎng)】－1.0【Mo】－0.6【V】－0.75【Fe】－1.3【B】－2.1【Cu】－5.3【Zr】－62.5【O】－5.9【Ce】－2.7【Mg】℃

51、如何確定澆注溫度？

根據(jù)合金熔點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果選擇澆注溫度。一般澆注溫度比熔點(diǎn)高40～80℃，對(duì)于流動(dòng)性好的鋼種選擇下限，流動(dòng)性差的鋼種選擇上限。

52、澆注溫度對(duì)鋼錠質(zhì)量有何影響？

在澆注和金屬凝固過程中，鋼液中的氣體要溢出，夾雜物要上浮，鋼液由凝固產(chǎn)生的收縮需要填充，這就要求鋼液有一定的過熱度，以保持良好的流動(dòng)性。但溫度過高，會(huì)使柱狀晶區(qū)加寬，偏析增大，錠子各向異性大，縮孔加深，鋼錠和電極拉裂傾向性增加，甚至粘?；蚶瓟?，造成廢品，溫度過低，不利于氣體和夾雜的去除，還會(huì)使錠子或電極表面質(zhì)量下降，等軸粗晶區(qū)擴(kuò)大，夾雜物增多，疏松嚴(yán)重，甚至于造成短尺廢品。

53、真空感應(yīng)爐澆注操作前應(yīng)注意些什么？

在澆注前，先送大功率攪拌鋼液，使溫度和成分均勻化，把鋼液上面的浮渣推向坩鍋壁，熔池中間部分成鏡面，并傾動(dòng)坩鍋幾次，使推向坩鍋壁附近的浮渣粘在坩鍋壁上，然后降低到保溫功率，帶電澆注，帶電澆注的目的在于：一是在澆注時(shí)的浮渣推向坩鍋后面，不順著鋼液流入鋼錠和電極中，二是使鋼液保持溫度，不致有大的變化。

54、澆注后為什么要進(jìn)行真空保存？

① 避免紅熱金屬的氧化和過早的晃動(dòng)模子，破壞結(jié)晶的正常進(jìn)行；

② 減少坩鍋內(nèi)剩余合金和坩鍋壁滲入金屬的氧化，減輕下一爐次的冶煉負(fù)擔(dān)，保證合金質(zhì)量。

55、高溫合金澆注時(shí)易產(chǎn)生那些缺陷？

① 表面裂紋、重皮、結(jié)疤、表面夾雜等；

② 縮孔和疏松；

③ 點(diǎn)狀偏析

56、真空感應(yīng)爐常用的烤爐工藝？

① 煤氣烤爐；

② 電烤爐。

57、什么是合金化？

合金化指冶煉過程中加入金屬材料并按鋼種規(guī)定調(diào)整合金成份的過程。

58、Ni、Cr在鋼中有何作用？

Ni與Fe形成固熔體，固熔后使之強(qiáng)化，Ni在鋼中不形成C化物，起到細(xì)化晶粒作用，改善鋼的低溫性能，使鋼具有高強(qiáng)度、高韌性，耐磨性和鋼的疲勞強(qiáng)度，使鋼的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性下降。Cr保證高溫合金的高溫抗氧化能力。

59、W、Mo在鋼中有何作用？

W同C形成碳化鎢具有高熔點(diǎn)，具有硬性，增加鋼的耐磨性，Mo提高鋼的硬度，使Fe素體固熔化，提高強(qiáng)度。

60、Al、Ti在鋼中有何作用？

Al起到細(xì)化晶粒的作用，用于脫氧劑，提高鋼的抗氧性，改善鋼的電磁性能。Ti提高合金的高溫持久強(qiáng)度。

61、感應(yīng)爐冶煉的四個(gè)條件是什么？

設(shè)備正常，原料合格，坩堝良好，工藝合理。

62、真空感應(yīng)爐全熔的標(biāo)志是什么？

鋼液表面翻滾現(xiàn)象停止，氣泡細(xì)小而均勻地逸出。

63、烤爐的要求是什么？

① 煤氣烤爐升溫緩慢均勻，高溫（1200℃）適當(dāng)保溫，以達(dá)到去除潮氣目的；

② Fe洗烤爐慢速升溫，高溫（1600℃）快速燒結(jié)。

64、鋼錠模的使用有何要求？

① 錠模由生鐵鑄成，使用前必須經(jīng)過退火處理或高溫洗燙處理；

② 座模子時(shí)要座正，防止鋼液沖刷；

③ 座模前要對(duì)鋼錠模進(jìn)行清理，內(nèi)表面保持清潔。

65、真空感應(yīng)爐冶煉的三個(gè)重要工藝參數(shù)是什么？

①精煉溫度。②精煉時(shí)間。③真空度。

66、真空感應(yīng)爐一般裝料的順序

坩堝底部放小Ni板鋪底，依次加Co、Cr、Ni，鐵棒放置出鋼槽一邊，V、W、Mo、Nb裝中上部，上部裝放Ni，可早期形成熔池，有利于爐料熔化。

67、真空感應(yīng)爐取樣應(yīng)注意些什么？

① 樣勺表面刷上涂料；

② 樣勺進(jìn)入鋼液前，要對(duì)樣勺進(jìn)行預(yù)熱幾分鐘；

③ 鋼液溫度適中，溫度過低容易包樣勺。

68、坩鍋冶煉后期注意事項(xiàng)？

① 注意觀察坩鍋監(jiān)視系統(tǒng)，以便確認(rèn)鋼水對(duì)爐壁的侵蝕情況；

② 翻爐時(shí)觀察坩鍋，是否產(chǎn)生裂紋，及裂紋的大??；

③ 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢查，防止設(shè)備疲勞工作引起事故。

69、坩鍋打結(jié)時(shí)的注意事項(xiàng)？

① 爐襯完好，不漏感應(yīng)圈；

② 均勻布料，釬子插幾遍后用打爐機(jī)打?qū)崳?/span>

③ 濕打料不易過稀，防止烤爐時(shí)上漲；

70、真空感應(yīng)爐冶煉時(shí)對(duì)真空系統(tǒng)有那些要求？

① 真空泵組合理，抽氣能力強(qiáng)；

② 爐體漏氣率符合要求；

③ 各種過濾網(wǎng)倒換正常；

④ 各種閥門密封完好。

71、感應(yīng)爐結(jié)膜的目的是什么？

在精練合金化階段，向熔池里添加Al、Ti、Ce、B、Zr等活波元素時(shí)，如果熔池溫度過高，在高真空下，添加會(huì)發(fā)生噴濺和揮發(fā)，活波元素還會(huì)與坩鍋發(fā)生劇烈反應(yīng)，而低溫下加Al、Ti、Ce有利于進(jìn)一步脫氧，所以，添加合金料時(shí)，需降低溫度，鋼液表面結(jié)膜后加入。

72、感應(yīng)爐冶煉化學(xué)元素比較多鋼種裝料應(yīng)注意什么？

主要注意原料的裝入順序和方法。根據(jù)原材料特點(diǎn)、易氧化程度、揮發(fā)情況、比重、和數(shù)量的多少，裝入不同的地方和部位；易氧化、易揮發(fā)元素在精練后期加入。

73、小型真空感應(yīng)爐后期加料應(yīng)注意什么？

小型真空感應(yīng)爐后期也就是精練合金化階段，加料時(shí)應(yīng)對(duì)鋼液進(jìn)行結(jié)膜，防止噴濺和揮發(fā)；另外，加料一般靠測(cè)溫管加入，需確定料是否全部加入。

74、小型真空感應(yīng)爐為什么要清理坩鍋？

小型真空感應(yīng)爐一般采用間歇性生產(chǎn)，每爐生產(chǎn)后破真空，造成坩鍋氧化嚴(yán)重，同時(shí)，因?yàn)闋t體小，粘結(jié)在爐壁上的殘余鋼液對(duì)下爐的冶煉時(shí)的化學(xué)成分造成影響。

75、真空感應(yīng)爐對(duì)冶煉鋼種的生產(chǎn)順序有什么要求？

① 走雙真空路線的鋼種放在坩鍋前期冶煉；

② 對(duì)個(gè)別元素有特殊要求的鋼種（如碳、氣體等）放在前期冶煉；

③ 高溫合金放在前期冶煉；

④ 含銅鋼種放在后期冶煉。

76、含Cu鋼種為何放在坩鍋后期冶煉？

① 銅在一般鋼種中屬于有害元素，放在前期冶煉，容易對(duì)其他鋼種造成污染；

② 含銅鋼流動(dòng)性好，對(duì)坩鍋侵蝕比較嚴(yán)重，影響坩鍋壽命。

77、真空感應(yīng)爐對(duì)配料有什么要求？

① 使用的爐料牌號(hào)、批號(hào)正確；

② 爐料化學(xué)成分準(zhǔn)確，符合技術(shù)規(guī)程要求；

③ 爐料使用和流通過程中執(zhí)行雙人檢斤，確保重量準(zhǔn)確。

78、真空感應(yīng)爐抹爐襯的要求

① 爐襯厚度均勻，不漏感應(yīng)圈；

② 爐襯表面光滑；

第五章真空感應(yīng)爐原材料

79、冶煉高溫合金所用的原材料主要有那些？

① 返回料

② 中間合金

③ 精鋼材

④ 金屬料

80、冶煉高溫合金對(duì)原材料有那些要求？

① 對(duì)各種冶煉用原材料應(yīng)準(zhǔn)確的掌握它的化學(xué)成分，不允許混亂；

② 原材料中S、P含量低，低熔點(diǎn)有色雜質(zhì)Pb、Bi、Sn等要低；

③ 原材料氣體含量要少；

④ 原材料要特別清潔、無銹，無油污；

⑤ 原材料不準(zhǔn)雨淋和堆放在潮濕場(chǎng)地，以保持干燥。

⑥ 根據(jù)爐子容量大小和電源頻率，對(duì)原材料大小有一定要求。

81、真空感應(yīng)爐返回料有什么特點(diǎn)？

① 都是高溫合金、精密合金和高合金鋼類；

② 來源少又昂貴；

③ 化學(xué)成分明確

④ 氣體、夾雜物含量要少

⑤ 表面質(zhì)量要求高

⑥ 尺寸要求嚴(yán)格。

82、返回料為什么進(jìn)行預(yù)處理？

① 減少返回料中的氣體含量；

② 清除返回料表面氧化皮及其他吸附物；

③ 均勻化學(xué)成分；

④ 把不規(guī)格的返回料處理成適合適合熔煉的規(guī)格。

83、返回料預(yù)處理的方法有那些？

① 表面處理

② 重熔處理

③ 化學(xué)處理

④ 尺寸規(guī)格的處理

84、真空感應(yīng)爐常用脫氧劑有那些？

碳、Si－Ca、Al塊、Ni－Mg等。

第六章真空感應(yīng)爐冶煉常見問題

85、產(chǎn)生渣圈的原因是什么？

① 坩鍋長時(shí)間冶煉時(shí)，抽空過程中鋼液不斷地噴濺，逐漸形成渣圈；

② 鋼液氣體含量高，抽空時(shí)迅速形成渣圈。

86、真空感應(yīng)爐冶煉過程中渣圈對(duì)冶煉的影響？

① 渣圈造成坩鍋直徑變小，加料時(shí)容易架橋；

② 渣圈在冶煉過程中容易掉進(jìn)鋼水，造成化學(xué)成分不合；

87、產(chǎn)生架橋的原因是什么？生產(chǎn)中如何破除架橋？

產(chǎn)生架橋的原因有：①爐料過長；②含Co鋼種加料時(shí)，Co板后期加入，熔化時(shí)焊接，產(chǎn)生架橋；③渣圈過大，產(chǎn)生架橋。

破除架橋可采用如下方式：①用吊錘砸開；②傾動(dòng)坩鍋，用熔化的鋼水把架橋部位燙開；③對(duì)于架橋嚴(yán)重的，可破真空處理。

88、噴濺是如何產(chǎn)生的？

① 熔化速度快，爐料中氣體未充分排出，或者熔化過程中發(fā)生架橋，坩鍋下部的金屬液溫度很高，大塊冷料突然落入熔池，必然會(huì)引起噴濺；

② 補(bǔ)加的合金料中，氣體含量高，加入速度快，溫度高，來不及充分放氣就熔化為液體，也容易造成噴濺。

89、怎樣防止和處理噴濺？

① 防止噴濺應(yīng)從原材料的準(zhǔn)備和合理裝料開始，選擇合適的供電制度，熔化期精心操作，避免架橋現(xiàn)象，補(bǔ)加合金料時(shí)，先將熔池鋼液降到合適溫度，再緩慢加入，以杜絕噴濺發(fā)生。

② 發(fā)生噴濺后，應(yīng)適當(dāng)降溫，減緩反應(yīng)進(jìn)行，使沸騰逐漸減弱；產(chǎn)生大噴濺時(shí)，可以通入氬氣，降低真空度，提高爐內(nèi)壓力，壓制沸騰待鋼液平靜后，再繼續(xù)抽空。

90、冶煉超低碳鋼時(shí)怎樣使鋼中碳降到低？

① 原材料帶入的碳盡量低；

② 爐中碳高時(shí)，可加入FeO降低爐中的碳；

③ 加強(qiáng)對(duì)鋼液的攪拌；

④ 真空度要高。

91、真空感應(yīng)爐真空度上不來的原因？

① 爐體漏氣；

② 真空泵抽氣能力不足；

③ 鋼液氣體含量高，放氣量大。

④ 設(shè)備存在漏水、漏油現(xiàn)象。

92、大型真空感應(yīng)爐破真空注意事項(xiàng)？

① 首先是低熔點(diǎn)揮發(fā)物的燃燒，將造成設(shè)備的損壞；

② 翻爐后先加入一小部分爐料，降低坩鍋溫度；

③ 正在熔煉時(shí)破真空應(yīng)該注意對(duì)鋼液表面進(jìn)行結(jié)膜，防止鋼液氧化；

93、怎樣處理渣圈？

① 渣圈產(chǎn)生后，可在洗爐時(shí)，通過增加裝入量和前后傾翻的方式燙掉渣圈；

② 對(duì)已經(jīng)離弧的渣圈，可以通過加料料筐進(jìn)行處理；

③ 對(duì)于大一點(diǎn)的渣圈，因?yàn)榕c坩鍋焊接比較牢固，可采用破真空，直接用電焊或火焊清理。

94、真空感應(yīng)爐澆注過程中造成堵水口的原因是什么？

① 澆注初期堵水口，一般為流鋼槽清理不凈或是翻爐時(shí)鋼液表面渣子多，澆注速度沒有跟上造成；

② 澆注中后期堵水口，主要是因?yàn)闈沧r(shí)斷流，流鋼槽內(nèi)鋼液表面渣子在水口堆積，造成堵塞；

③ 澆注溫度偏低。

95、澆注時(shí)鋼錠模底部鉆鋼水的原因有那些？

① 澆注溫度偏高；

② 鋼錠模底部掉肉或者是底墊磚沒有塞好。

96、為什么澆注過程中會(huì)燙模子？

① 澆注溫度偏高；

② 模子或水口沒有座正，水口歪，澆注時(shí)鋼水直接澆到模壁上。

97、為什么鋼錠模會(huì)變形，變形的鋼錠模對(duì)澆注有何影響？

鋼錠模變形主要由鋼錠粘在鋼錠模內(nèi)，不能順利脫出，常采用撞擊的方式脫模，造成鋼錠模變形。變形后的鋼錠模會(huì)給鋼錠脫模帶來困難。

98、破真空對(duì)坩鍋有何危害？

① 破真空后，對(duì)坩鍋造成氧化，表面易脫落；

② 殘余鋼水吸氧嚴(yán)重，下爐冶煉中在坩鍋表面形成氧化膜，給冶煉帶來困難；

③ 破真空后，坩鍋急劇降溫，容易產(chǎn)生裂紋。

99、真空感應(yīng)爐爐中分析成分偏高造成“和面”的原因有那些？

① 原材料化學(xué)成分有偏差；

② 加料時(shí)稱重不準(zhǔn)；

③ 冶煉過程中掉渣圈。

100、真空感應(yīng)爐熔煉中對(duì)鋼液上漲如何處理

鋼液上漲為鋼液中氣體含量偏高，加料后鋼液上漲，可采用充入氬氣的方式，增加熔煉室壓力；