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呼和浩特真空电子束水平熔炼炉设备

发布时间:2022-01-02 01:33:33
呼和浩特真空电子束水平熔炼炉设备

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电子束熔炼工艺的冶金学:电子束枪为高温热源,在束斑点的温度甚至能超过所有金属的熔化温度和蒸发温度。在高频下进行磁偏转和快速扫描,电子束将有效指向具有多种形状的目标,因此电子束是重熔技术中*灵活的热源。电子束冲击目标的典型功率密度为100 W/cm²。根据熔炼材料的特性,功率传递的有效范围约为50~80%。因为EB熔炼为表面加热方法,它只能以可接受的熔化速率生成浅熔池,这必然在多孔性、偏析等方面影响钢锭结构。过热金属熔池表面暴露在1-0.0001Pa的高真空环境下将对熔化材料产生极好的脱气作用。

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随着电子束冷床熔炼炉(EB炉)在世界范围内钛行业的普遍应用,其作为一种先进的钛及钛合金熔炼设备,具有真空自耗电弧炉VAR炉不可比拟的优势。由于EB炉在<0.1Pa的真空度下工作,可以有效避免熔炼过程中的增氧增氮,并具有良好的脱氢能力,氧氮含量基本和原材料保持一致,氢含量均≤0.001%。同时冷床结构能够有效去除原材料中的高、低密度夹杂,从而生产出优质的成分均匀的高纯钛铸锭。

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电子轰击炉,利用加速的电子流轰击物料,使物料加热的一种电炉,加热温度可达约3500℃,具有调节控制方便,已广泛用于金属提纯,单晶硅的生长,特种材料的熔炼和高温X射线衍射仪的加热装置等。用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉。在真空炉壳内,由阴极电子枪发射电子,电子束受加速阳极的高压电场的作用加速,轰击位于阳极的金属物料,使之发热熔化,滴入水冷铜结晶器中凝固成锭。整个密闭炉体由电子发射系统、真空系统以及金属熔炼系统构成。由于电子束可经电磁聚焦装置高度密集,所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉适合于熔炼高熔点、高纯度的金属,如W、Mo、Ta、Nb等。

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通过对比VAR和EBCHR两种熔炼设备性能和熔炼效果,从中不难发现EBCHR有其独特的特点和优势:可以采用多种形式的原材料,无需制备电极,缩短了原料准备时间。能够大量使用经济的原材料,如含有碳化钨杂质的切削料,残料添加比例可达100%。能够有效去除易挥发杂质以及HDI和LDI。钛熔体长时间大面积暴露在真空下,可有效去除易挥发杂质,使H、Cl、Ca、Mg、K等杂质达到很低的水平;在炉床中,低密度夹杂(如TiN)可以溶解或上浮,高密度夹杂(如WC)可以下沉,粘结到底部的凝壳上。通过控制功率密度,控制钛熔体在炉床中的停留时间,保证合金元素充分均匀化,避免偏析,且熔炼过程灵活,可根据需要而停止。

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电子束冷炉床熔炼法(简称EBCHM法) 电子束熔炼(简称EB),是利用高速电子的能量,使材料本身产生热量来进行熔炼和精炼的工艺过程。带有冷炉床的EB炉,就称为EBCHM。EBCHM法具有传统熔炼法不具备的优异功能:(1)有效地去除钽,钼,钨,碳化钨等高密度夹杂(HDI)和氮化钛。氧化钛等低密度夹杂(LDI);(2)可以接受多种加料方式,钛残料回收较为容易,即可以使用其它熔炼法无法使用的废料,仍能制得纯净的钛锭,大幅度降低产品的成本;(3)可直接由金属液中取样分析化验;(4)可生产异型锭坯,减少生产工序,降低原料消耗,提高成品率。

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电子束加热设备通常由电子枪、工作室、真空系统、高压电源、测t控制系统和物料摘送系统等组成.先进的电子束加热设备普遍采用计算机程序控制。电子枪用来产生电子束的器件。电子枪有轴向、环形、横向等几种,以轴向枪用得*多。轴向枪又分为间热式和直热式两种。间热式电子枪的阴极用钨或钽制成,由灯丝发射的电子达到发射电子的温度(钨阴极为2750~2850K,钽阴极为2400~2550K).间热式电子枪的优点是发射面积大、束电流大、阴极使用寿命长(可达10。~150h),适合于大功率(可到数百千瓦至上千千瓦)使用;缺点是结构较复杂,灯丝与阴极间另要一套直流电源。直热式电子枪的阴极通常是绕成螺旋状的钨丝,通电加热后自身发射电子束.优点是结构简单;缺点是发射稳定性差,功率小(一般不超过60kw)。