真空感应炉熔炼工艺——熔化期
2014-3-17
熔化期的主要任务是使装入坩埚中的原材料熔化，并在熔化过程中不断地去除高温合金液中的氧、氮和氢气，不断地去除非金属夹杂物和低熔点有害杂质，并调整合金液的温度和系统真空度，为精炼期作准备。
熔化初期，由于感应电流的集肤效应，炉料被逐层熔化。这种逐层熔化非常有利于去气和去除非金属夹杂物，所以熔化期要保持较高的真空度和缓慢的熔化速度。缓慢熔化对减缓熔化期的沸腾、消除喷溅、提高脱氧效果有利。例如，在容量为1.3t的FV-120真空感应炉中以606kg/min、5.2kg/min、4.6kg/min的熔化速率分别冶炼了三炉GH2132合金，每炉装入量为1000kg。熔化过程中的氮、氧变化情况见表21-4.
表21-4 GH2132合金在冶炼过程中的氮、氧变化情况（×10-6）
|
炉号 |
原材料中 |
取样1全熔 |
取样2加Ti |
取样3加Al |
合金锭 |
||||
|
N |
O |
N |
O |
N |
O |
N |
O |
N |
|
|
1 |
250 |
75 |
140 |
18 |
70 |
- |
45 |
57 |
48 |
|
2 |
250 |
75 |
130 |
20 |
69 |
29 |
50 |
60 |
50 |
|
3 |
250 |
75 |
120 |
20 |
61 |
20 |
50 |
- |
50 |
由表21-4取样1可见，炉号1~3的熔化期脱氮率分别为44%，48%，和52%，可见，减慢炉料熔化速度有利于脱氮。熔化期脱氧率为75%左右，熔化速度对脱氧影响不大。全熔后合金液温度调整至1540℃，真空度0.3Pa，就可进入精炼期。
从前面介绍的GH4698合金真空感应炉熔炼情况（表21-3）可见，全熔后GH4698合金液的温度已达1500℃，同时气体[H]、[O]和[N]的含量已分别达1ppm、10ppm和40ppm,已降低到相当低的水平。