真空電弧爐和真空感應(yīng)爐的設(shè)計(jì)剖析

2008-11-15 孫足來沈陽真空技術(shù)研究所

真空自耗電弧爐

近年來由于鈦及其合金工業(yè)的快速發(fā)展, 使真空自耗電弧爐迅速發(fā)展起來。目前世界上真空電弧爐容量已達(dá)50 噸, 而國內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的都在10 噸以下, 大型鈦材生產(chǎn)企業(yè)只能依賴進(jìn)口。因此開發(fā)大容量的真空電弧爐已迫在眉睫。下面僅對大容量真空電弧熔煉的短網(wǎng)設(shè)計(jì)問題做一剖析。并對提高爐子效率方法進(jìn)行評介。

短網(wǎng)壓降設(shè)計(jì)對電源與負(fù)載匹配的影響在實(shí)際生產(chǎn)中, 我們對熔煉電流相對較小的小容量爐短網(wǎng)壓降設(shè)計(jì)并沒有引起足夠的重視。但在上萬安培的大容量電弧熔煉中有時(shí)會(huì)碰到電源輸出熔煉電流在到達(dá)額定最大電流之前, 出現(xiàn)電流不升反降的現(xiàn)象。就其原因我們有必要對爐子的負(fù)載伏安特性與電源的伏安特性作一分析。

磁路及其滅弧裝置的設(shè)計(jì)對于大型爐來說, 其環(huán)境磁場強(qiáng)度已非小型爐可比。感應(yīng)器的漏磁損耗會(huì)使鋼架發(fā)熱, 嚴(yán)重時(shí)造成熱電子發(fā)射, 引起爐內(nèi)放電。我們在使用常規(guī)硅鋼片設(shè)計(jì)磁路的情況下, 又增加了一個(gè)輔助滅弧裝置。通過對真空下放電物理電參數(shù)的調(diào)整, 較好地預(yù)防爐內(nèi)破壞性放電的發(fā)生, 又輔助了硅鋼片的散熱。

真空冶煉攪拌裝置的設(shè)計(jì)

對于大型爐來說, 由于熔池較深、鋼液靜壓大, 單一的由中頻熔煉頻率產(chǎn)生的攪拌力攪拌已不能適應(yīng)大型爐快速脫氣、合金化的要求, 為此我們采取了如下措施:

( 1) 增設(shè)一個(gè)低頻攪拌頻率來提升鋼液的磁攪拌力。

( 2) 在坩堝底部設(shè)計(jì)一套或幾套底吹裝置,通過鋼液底部吹入攪拌氣體來加強(qiáng)鋼液的流動(dòng)。

( 3) 在爐蓋上增設(shè)VOD 裝置, 氧槍的設(shè)計(jì)采用多孔的拉瓦爾噴嘴。一方面即可通入惰性氣體與底吹配合加強(qiáng)鋼液的攪拌, 另一方面又可通入高純氧氣進(jìn)行真空精煉下的吹氧脫碳, 實(shí)施VOD 工藝。

真空除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

我們知道對于大型真空感應(yīng)熔煉爐來說, 熔煉中產(chǎn)生的大量粉塵、顆粒、油脂將會(huì)隨氣流進(jìn)入真空泵腔, 嚴(yán)重的影響了真空泵的抽氣性能和泵油的使用壽命。為此大型爐的氣體除塵凈化已

是必須要解決的一個(gè)重要問題。我們采用了多級除塵過濾系統(tǒng):

第一級可采用兩種方式:

( 1) 旋風(fēng)除塵器除塵;

( 2) 迷宮式金屬絲網(wǎng)過濾器。此兩種方式主要都是用來收集較大的粉塵顆粒。

第二級采用脫脂冷凝收集器, 其主要功能是冷凝收集氣體中夾帶的油脂, 減緩油煙對真空泵油的污染、乳化。