真空感应熔炼新技术
一、真空感应炉国内外的发展现状
真空感应炉大约始于1920年，用于熔炼镍铬合金。直到第2次世界大战，由于真空技术的进步使真空感应炉熔炼才开始真正发展起来。1926年德国用真空感应炉（容量4t，功率350kw）熔化Co、Ni合金。二战期间欧美等国家已达到了实用化程度并取得了飞速发展，日本也相继采用。这种方法多用于熔炼耐热钢、轴承钢、纯铁、铁镍合金、不锈钢等多种金属材料。这一方法使材料的断裂强度、高温韧性、耐氧化性等都得到了改善。由于大型真空抽气设备（如增压泵）的出现，真空感应炉也逐步向大型化发展。以美国为例，1969年真空感应炉的容量已达到27.60t的规模。满足了各种金属材料工业化生产的要求。西欧各国也在20世纪60年代，将炉子向大型化发展并不断改进，可在冶炼过程中不破坏真空，在装料、铸模准备及浇铸操作等过程实现连续的或半连续的真空感应熔炼。美国consarc公司和德国ALD是目前国际上最主要的大型真空感应熔炼炉制造企业，生产的大型真空感应熔炼炉可以达到30t，甚至更大。
中国自行生产的真空感应熔炼炉的容量一般比较小，主要为5-1500kg。2t 以上的大型感应炉主要从德国、美国、日本进口。20世纪80年代初，抚钢在国内率先从德国引进3t/6t大型真空感应炉。从90年代以后国内宝钢特钢、东北特钢和攀长钢等企业先后从国外引进了大型真空感应炉，最大容量为12t。目前正在引进的最大容量为24t。
二、新技术在真空感应炉的应用
1. 电磁搅拌和惰性气体搅拌
感应炉冶炼本身已存在较强烈的搅拌作用，加上电磁搅拌后，气体上升到熔液界面大量析出，对于材料的去气有很好的效果。必须注意的是，要选择合适的搅拌功率，避免对炉衬的过度冲击。在气体搅拌时，惰性气体通过注入坩埚底部的锥型多孔塞进入熔池。当惰性气体穿过熔融金属时，气泡体积和表面积增大，靠近金属液面时，体积明显膨胀，使气体和金属间有更高的比表面进行交换反应，缩短了熔液表面的更换周期，并改善整个熔池的均匀性。同时，还使细小的氧化物聚集，夹杂物漂浮到熔融金属表面，达到净化材料的效果。从脱气角度看，感应炉设计也要考虑感应圈的直径与高度之比，使熔液上表面增大，有利于脱气，并使耐火材料与熔融金属的接触面显著减少，降低对炉衬的侵蚀。
2. 冶炼电源
早期的感应炉电源都是电动机-发电机变频机组。到了1967年，西德leybold 公司为美国howmet公司生产的5.477t的炉子中，使用了可控硅变频电源，功率1000kw，频率180Hz。此后的3a间，变频发电机组和静止变频器共存，交
替过渡。到1970年后，所有真空感应炉都配置可控硅静止变频电源。经过30多年的发展，可控硅静止变频电源技术已经非常成熟。在整个冶炼周期中，功率从1%-10%的平滑调节，使操作极其灵活、准确、无波动；变频电源的频率在一定的范围内是变化的，能自动跟踪适应炉料的变化，无需大电流接触器来开关电容器，调节炉子的功率因数；效率高，三相对称电网负荷，工作状态非常优越。变频电源的功率已达10MW。
3. PLC控制
可编程序控制技术，使得真空熔炼设备的自动化和半自动化运行成为可能。设备严格按用户设置的程序运行，工艺技术条件得以严格控制，可重复性强。对设备运行和工艺过程实施高度控制。例如，真空机组的开关、监测，真空阀门的开闭、联锁、切换，故障的识别、报警，预防误操作等都由PLC控制。
4. 计算机辅助系统的应用
根据实践所积累的丰富经验数据，编制成计算机软件，计算机通过对实测的温度与软件给定的工艺曲线进行比较，调整电源功率输出，从而控制钢液的温度，防止精炼期熔液的温度过热和过低，实现经济运行。熔池的实际温度是通过扫描式光学高温计连续测定的。在测量过程中，熔池表面的渣子、添加合金元素、光学玻璃的污染等原因都会影响被测数据的准确性，计算机将自动进行修正。
精炼后期，取样分析后一般要调整合金成分。在中间分析的基础上，按合金成分的要求，补加合金元素的数量由计算机计算决定，并由打印机记录存档。较大的真空感应炉都带有流槽装置，使得锭子的补缩颇为困难。小型锭子（棒型电极）更容易产生缩孔和短锭。为获得更高的收得率，就必须将缩孔减至最低限度。国外研制出一种视频监控系统，由一套摄像观察装置和视频软件组成，可以从显示器上观察浇注情况和从显示器上用光标控制补缩。
由于对材料质量要求越来越高，所以感应炉生产工艺过程要求有高度的稳定性和可重复性。国外发明了用于VIM的气体分压力分析的质谱控制仪，使VIM 工艺实现最佳化选择，从而实现经济运行。通过对炉内残余气体含量的连续测定分析，以测定添加活性元素的最有利时间和加入的顺序；测定工艺过程的进展阶段，如精炼期的终结、出钢时间等；及时发现炉子的漏气，冷却水和液压管线的泄漏。
5. 中间包冶金技术的应用
为了更好地去除钢中夹杂物，提高钢水洁净度，添加可实现加热、保温功能滤渣去杂中间包系统。中间包设有挡墙和挡坝，有利于各类杂质的上浮，钢水经挡渣、过滤后注入锭模，减少了渣子和夹杂物进入钢锭对提高钢材质量有极大的作用。
真空感应熔炼炉VIDP的发展
真空感应熔炼炉VIDP的发展 真空感应熔炼是在真空条件下、利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法。大型真空感应炉的容量一般为l~30t。1914年，德国海拉斯公司(Heraeus GmbH)制造了第1台真空感应熔炼装置。20世纪40~50年代，美国和英国开始使用真空感应技术和VIM炉生产高温合金，60年代，美国先后制造了15t、30t甚至60t 的VIM炉(Vacuum Induction Melting Furnace)，随后的70~90年代，世界范围内制造的VIM炉一般都小于20t。 VIDP炉(Vacuum Induction Degassing and Pouring Furnace)作为真空感应炉的新版本，自1988年出现以来，被发达国家作为大型真空感应炉的重点选择对象。我国冶金科研领域对VIDP炉虽有所关注，但国内装备使用的仅有2台。本文着重对比常规VIM炉，介绍VIDP 炉的主要特点。 1常规VIM炉的基本结构 常规VIM炉基本结构为单室立式炉和两室卧式炉。常规VIM炉的共性，是感应圈坩埚和锭模装在同一熔炼室内(图1)，由于坩埚在熔炼室内翻转浇注，熔炼室容纳了机械和液压机构，感应圈的冷却水管线和电缆也占用室内空间；另外，保养、更换和维修操作都要在熔炼室内进行，因此熔炼室要有足够体积。要产生和维持大空间的真空度，势必抽真空时间长，而且需要高容量多级真空泵系统。
图l常规VIM炉熔炼室内的感应圈坩埚和锭模 2 VlDP炉的结构和工作方式 1988年，德国ALD公司的前身，莱宝-海拉斯(Leybold-Heraeus)公司开始制造VIDP炉，图2示意VIDP炉全套设备。 VIDP炉的技术核心是一个与感应圈坩埚一体的、紧凑体积的真空熔炼室(也称为炉体)，如图3示意，它只比感应圈大一点，仅含感应圈和坩埚。电缆和水冷管线以及液压倾转机构都安装在熔炼室外。VIDP炉可配置3个炉体，作业中一个熔炼，一个接受预热，另一个制备坩埚炉衬，缩短了生产周期，提高了生产率。 表1对比了常规VIM炉与VIDP炉熔炼室的体积，同样20t的炉子，前者体积为350 m3，后者体积则不大于20 m3。 炉盖由真空密封轴承支撑在炉架和两个液压缸柱上。浇注时，两个液压缸侧顶炉盖，炉盖带动熔炼室一体围绕真空轴承倾转。在倾斜浇注状态时，熔炼室与感应圈坩埚没有相对运动。流道是VIDP炉的重要部件。由于VIDP炉的设计把熔炼室与铸锭室隔离，所以钢水要经过真空流道进人铸锭室(图5)。 铸锭室为方斜侧面启闭形式，由两部分组成，固定部分与流道室相临，活动部分沿地面轨道水平移动，完成铸锭室的开启与闭合。在有的设备中，活动部分设计成30°左右向上敞开，方便天车装卸锭
真空感应炉熔炼工艺
真空感应炉熔炼工艺 真空感应熔炼（VIM）是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分等特点。由于以上特点，现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要工序之一。 1、基本原理： 真空感应熔炼的两个基本原理应用是：感应加热和真空环境。 1.1 感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极，从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区，合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于渣钢界面冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。（4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。 感应加热的原理： 感应加热原理主要依据两则电学基本定律： 一是法拉第电磁感应定律： E=B·L·v·si n∠(v·B) E:导体两端所感应的电势； B:磁感应强度； v:相对速度； ∠(v·B):磁感应强度的方向与速度方向之间的夹角。 当一座无芯感应炉的感应线圈中通有频率为f的交变电流时，则在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场，该交变磁场的极
真空感应熔炼炉(VIM)的工作原理与结构简图
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 真空感应熔炼炉(VIM)的工作原理与结构简图 世界上第一台真空感应炉是于1917 年在德国诞生的，用于熔炼飞机和火箭发动机的引擎。真空感应熔炼炉是真空冶金领域中应用最广的设备之一。事实 证明：宇航、导弹、火箭、原子能设备和电子工业所需要的合金和特殊钢，占 有相当比例的产品是采用真空感应熔炼炉生产出来的，例如，镍基、钴基、铁 基高温合金采用真空感应熔炼炉工艺熔炼时，其热加工性能和机械性能明显提高。像不锈钢、耐热钢、超高强度钢、工具钢、轴承钢，以及磁性材料、弹性 合金、膨胀合金等几乎均采用真空感应熔炼炉来熔炼，以保证材料性能和质 量。此外，真空技术网(chvacuum/)认为随着二次重熔工艺的发展，真空感应熔炼炉的另一用途是为真空自耗电弧炉或电渣重熔炉提供高质量的自耗电极，以 及生产母合金供精密铸造用。众所周知，真空感应熔炼炉工艺，对金属的 熔化、精炼和合金化的整个过程均是在真空状态下进行的，因而避免了相同气 相的相互作用而污染。其次，在真空条件下，碳具有很强的脱氧能力，其脱氧 产物CO 不断被抽至系统之外，克服了采用金属脱氧剂脱氧的污染问题。真空感应熔炼炉工艺可精确地控制合金的化学成分，对于含有和氧、氮亲和力强的 活性元素Al、Ti、B、Zr 等，可控制在很少的范围内。对低熔点易挥发的金属杂质，如Pb、Bi、Sn、Sb 等能蒸发去除，这对提高材料性能起到重要作用。强烈的感应搅拌作用，能加速其反应速度，这对于熔池温度均匀、化学成分均 匀等方面很有效果。 真空感应熔炼工艺之因此得到迅速发展是和航空航天工业所需高温合金 材料有密切关系，如宇航、导弹、火箭、原子能等设备所需的高温合金。在未 采用真空熔炼方法生产的高温合金，其最高工作温度通常只有750-810 ℃；而
0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体系统分析
0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体系统分析 1、熔炼炉体系统组成 熔炼炉体系统由炉体、炉盖、炉盖升降移动机构组成 2、熔炼炉炉体结构分析 0.5吨真空中频感应熔炼炉炉体内壁为8mm厚的304不锈钢，外壁及加强筋为Q235碳钢，内外炉壁之间通冷却水的双层立式水冷结构，炉体内外壁之间有加强筋，足够刚度和强度，抽负压不会变形，安全可靠。炉壳制造所用材料经过探伤无裂纹、焊接性能好、受热不易变形、渗气率低， 真空熔室的内壁，都经过仔细打磨喷砂处理，再加真空涂层，表面光滑，因此只要用简单的机械清洁方法，即可以除去在熔室内因熔炼过程中气化而产生的金属挥发物和脏物。减少气体吸附，防止氧化腐蚀。这样既有利于缩短抽气时间，又可获得一个良好的真空极限。 在炉体上设置主真空管道接口、进电接口、与锭模室接口、充气接口、放气阀等法兰接口；炉体内安装感应熔炼炉和倾炉机构等；炉体外设置炉体室内照明和防污染的局部自动吹气保护设施。 3、熔炼炉炉盖： 炉盖采用内壁及法兰为304不锈钢，外壁为Q235碳钢中间通冷却水的双层水冷蝶形封头结构形式；炉盖上设置有主加料、测温、取样及其转塔机构、真空阀门、真空压力表、防尘隔热挡板、测温系统、观察视镜和局部吹气保护系统、工作台和护栏等组成 3.1、熔炼炉炉盖升降移动机构 炉盖升降移动机构由炉盖顶起油缸、手动平移系统等组成，通过
炉盖升降移动机构先利用液压升降系统把炉盖顶起，再通过手动平移机构把炉盖移开，实现对坩埚装料、炉体内部维护等。 3.1.4熔炼炉观察视镜 观察窗分别观察炉内熔炼状况、浇注状况、加料状况、测温、取样、捣料等工作及炉内其他状况等。观察窗具有耐热、防污染性能。 炉盖上装有二个视察孔，双层石英隔热玻璃，能观察到炉内的各个有效位置，同时可供二个人观察炉内熔炼状况、浇注状况、测温、捣料等工作及炉内其他状况等。观察孔玻璃可以方便的拆卸，以清理玻璃上的污物，观察窗具有耐热、防污染性能。 我公司真空熔炼炉的观察视窗设计独特，每个圆形的观察视窗上安装有3块石英玻璃。呈120度发布，3块观察玻璃可以转动，当一块玻璃脏了，可以旋转用下一块玻璃观察，比只有一块观察玻璃的视窗先进。 3.2熔炼炉转塔、加料及测温、取样系统 3.2.1转塔 由转轴、轴承、油缸、支臂组成，实现3600旋转。 转塔由主加料、测温取样构成一个整体。 3.2.2熔炼炉加料装置 由加料仓、挡板阀、加料室等机构组成。在不破坏真空的情况下进行补充主加料和合金加料。 为了在真空熔炼过程中添加各种元素，因此在炉盖上装有特制的五-六格加料器，它有盖，能把加料器进行真空密封。在容器抽真空之前，把元素预先放在加料器中，在添加元素时借手轮转动加料器对准分度，元素便从开口落到料斗上，另有一手把柄翻转料斗，把元素
真空感应熔炼技术的发展及趋势
真空感应熔炼技术的发展及趋势 随着现代工业技术的迅猛发展，人们对机械零件的使用要求越来越高，愈加严苛的使用环境对金属材料的耐高温，耐磨，抗疲劳等性能提出了更高的要求。对于某些特定的金属或合金材料，无论是前期研发试验还是后期的大批量生产投入使用，研究或得到高性能的金属合金材料都需要金属熔炼设备，表面热处理设备等的支持。在众多的特种加热或熔炼方法中，感应加热技术用于熔炼制备金属材料或在一定工艺中对材料进行烧结，热处理等，都起到了至关重要的作用。 1、真空感应熔炼技术 1.1、原理 感应加热技术通常是指真空条件下，通过电磁感应原理使感磁性较好的材料获得感应电流，达到加热的目的一种技术。电流以一定频率通过环绕在金属材料周围的电磁线圈，变化的电流产生感应磁场，并使得金属内部产生感应电流，并产生大量的热量，用来加热材料。当热量相对较低时可用于真空感应热处理等工艺，当热量较高时，产生的热量足以熔化金属，用来制备金属或合金材料。 1.2、应用 1.2.1、真空感应熔炼 真空感应熔炼技术是目前对金属材料加热效率最高、速度最快，低耗节能环保型的感应加热技术。该技术主要在感应熔炼炉等设备上实现，应用范围十分广泛。固态的金属原材料放入由线圈缠绕的坩埚中，当电流流经感应线圈时，产生感应电动势并使金属炉料内部产生涡流，电流发热量大于金属炉料散热量的速度时，随着热量越积越多，到达一定程度时，金属由固态熔化为液态，达到冶炼金属的目的。在此过程中，由于整个过程发生在真空环境下，因此，有利于金属内部气体杂质的祛除，得到的金属合金材料更加纯粹。同时冶炼过程中，通过真空环境以及感应加热的控制，可以调整熔炼温度并及时补充合金金属，达到精炼的目的。在熔化过程中，因为感应熔炼技术的特点，液态的金属材料在坩埚内部由于受到电磁力的相互作用，可以自动实现搅拌，使成分更加均匀，这也是感应熔炼技术的一大优势。 与传统的冶炼相比，真空感应熔炼节能，环保，工人作业环境好，劳动强度小，具有很大优势。利用感应熔炼技术，最终浇注的合金材料杂质更少，添加的合金比例更加合适，能够更加符合工艺对材料各性能的要求。 真空感应熔炼技术目前已经得到大规模的使用，从用于试验研究的几千克感应炉到用于实际生产的几十吨容量的大型感应炉，由于其操作工艺简单，熔化升温快熔炼过程容易控制，所冶炼金属成分均匀等优点，具有很大的应用前景，近些年得到了快速的发展。 1.2.2、真空感应烧结 真空烧结是指在真空度为(10～10-3Pa)的环境下将金属、合金或金属化合物粉末在低于熔点的温度下烧结成金属制品和金属坯。真空条件下烧结，不存在金属与气体间的反应，也没有吸附气体影响，不仅致密化效果好，而且可以起到净化和还原作用，降低烧结温度，和常温烧结比可降低100℃～150℃，节省能耗，提高烧结炉寿命和获得高质量产品。 对于某些物料需要通过受热借助原子迁移实现颗粒间的结合，而感应烧结技术在此过程中则起到了对其的加热作用。真空感应烧结的优点在于，真空条件下有助于减少气氛中的有害物质(水蒸气，氧气，氮气等其他杂质)，避免出现脱碳，渗氮，渗碳，还原，氧化等一系列反应。过程中降低孔隙内的气体量，减少气体分子的化学反应，同时在物料出现液相之前排除其表面的氧化膜，从而在材料熔化互相结合的时候使材料结合更致密，提高其耐磨性及强度。另外真空感应烧结对降低产品成本也具有一定的效果。 由于真空环境下，气体含量处于相对很低的状态，因此可以忽略热量的对流和传导，热量主
感应电炉熔炼安全操作规程(标准版)
The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 感应电炉熔炼安全操作规程(标 准版)
感应电炉熔炼安全操作规程(标准版)导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 1.操作者须经培训，懂设备的结构、原理和性能，懂熔炼工艺，会操作，经安全教育，考试及格。 2.操作者需穿隔热工作服，穿工作鞋，戴隔热手套，防护眼镜。 3.开炉前应认真检查，确保符合以下要求： 1）炉体及耐火衬里完好。 2）电气控制系统完好，感应器完好，电压正常。 3）冷却水压力正常，流量正常，无泄漏，水质良好，水温不高于规定值。 4）安全防护装置齐全可靠，接地完好。 5）工具齐全，完好，干燥。 6）现场整洁，道路畅通，无易燃易爆品。 7）需熔炼的材料质量合格，块度，水分，清洁度符合要求，无夹杂密封盒及易燃易爆物品。 8）现场须有良好的、通风降温设施。
4.多人操作必须由领班者统一指挥，各操作人员应认真做好本职工作，并注意协调一致。按规定程序开炉，按熔炼金属品种的工艺进行熔炼，确保安全和产品质量。操作人员应防止触电、烫伤和物体砸伤。 5.最高熔炼温度和熔炼量不许超过炉的规定值，在熔炼过程中，如有发现漏炉，应立即停电，停止熔炼。 6.熔炼过程中如发生短时停电，应做好保温；如停电较长时间，应将炉内熔化的金属倒出。 7.铁水包应经预热，将炉内熔化好的金属排至铁水包内时，操作人员应密切配合，防止飞溅、溢出等引发伤害。 8.熔炼工作结束，切断电源停炉，达到冷却要求后，再停冷却水。保养设备，整理工具并放回规定处，整理堆放好剩余铁块等物料，清扫整理现场。 9.修理炉及铁水包的耐火衬里，必须采用耐火度、强度等性能符合要求的耐火材料，严禁混入各种金属。修理施工必须保证质量。 10.定期清净冷却水系统，更换被污染的水，确保水质良好。如炉感应加热铜管内水垢较多，应及时清除，以保证冷却效果。 XX设计有限公司
真空感应悬浮熔炼实验
一、实验目的 1、了解真空感应悬浮熔炼实验的基本原理； 2、掌握真空感应悬浮熔炼的操作方法。 二、真空感应熔炼的特点 真空感应熔炼作为一个高温冶金过程有很大的优越性，因为它有坚实的热力学基础。咋非真空感应熔炼过程中，只有控制金属液的温度，而在真空过程中，温度和压力两者都可以控制。与大气熔炼相比真空感应熔炼有以下优缺点： 1、能够比较彻底地清除钢液中的气体 根据物理化学中的气体熔解定律，对于双原子气体（H2，N2）来说，它们在钢液中的溶解量是炉气 中该种气体的分压力的平方根成正比的，其间的关系可用下式表示： (H)=k1PH1/2 (N)=k2PN1/2 式中：（H ）（N ）为氢和氮在钢液中的溶解量；PH 、PN 为炉气中氢和氮的分压力；k1、k2为平衡常数。 由上式可见，当降低炉气中氢气和氮气的分压力时，钢液中的气体含量就会随之减少。如果炉气中的真空度很高（即pH ≈0,pN ≈0）时，则钢液中的含气就可以降低到很低的程度。例如，实验结果表明，只要真空度达到10μm 汞柱时，钢中氢的含量可以降低至1ppm 以下。 2、钢液可以充分脱氧和降碳 由于钢液的熔化过程是在真空条件下进行，钢液中元素的氧化程度很轻微。因此，只要炉料很干净，所练出的钢，氧化夹杂物就会很少。另一方面，在真空条件下，碳的脱氧能力比常压下大为提高。这是因为碳的氧化反应：C+Fe →CO+Fe 所生成的一氧化碳被抽走，因而使得反应进行得很彻底，钢液脱氧良好。 3、金属元素的蒸发 液态合金中每种元素都有一定的蒸气压，当蒸气压超过外界压力时，元素就会蒸发。在大气熔炼的条件下，只要极少数金属元素会发生显著的蒸发现象。但在真空条件下熔炼时，钢中蒸汽压较高的元素就会发生显著的蒸发现象，结果会造成钢液化学成分控制的困难。 4、坩埚材料的沾污 在真空熔炼条件下，炉衬耐火材料会被钢液所侵蚀，这种侵蚀主要表现为钢液中的碳被还原，其结果是，还原产物进入钢液，使钢液的化学成分发生变化。这种现象称为钢液的沾污。在酸性炉衬上，钢液侵蚀耐火材料的现象特别显著。酸性炉衬中的SiO2会被碳所还原：2(C)Fe+(SiO2) → (Si)Fe+2CO2↑这一反应在大气熔炼条件下，由于CO 的分压力较高，所以反应进行受到限制。而在真空条件下，由于CO 的分压力接近于零，因而促使反应进行。反应结果使钢液的含量降低，同时使含硅量提高。 实验名称：真空感应悬浮熔炼实验 姓名：叶彬________________学号：3080103020__________ 三、真空感应悬浮熔炼的原理 真空感应悬浮熔炼的坩埚用紫铜制成，坩埚本体切成若干瓣，内部钻有小孔以供通水冷却。用这种坩埚熔炼金属时，采用高频感应加热。坩埚中的金属块料在高频磁场的作用下产生涡流，从而发热熔化。坩埚体上所开的缝隙有助于减少坩埚壁对高频电磁场的屏蔽，从而使较多的功率达到料块上。 在料块上产生涡流的同时，坩埚壁上夜产生了涡流。在任一瞬间，坩埚壁各瓣片的涡流与料块上的涡流，旋向都是相同的。但在料块外侧靠近坩埚壁的地方其涡流的指向与坩埚瓣片内壁的涡流的指向恰好相反，见图1。 P.2
真空感应熔炼新技术
一、真空感应炉国内外的发展现状 真空感应炉大约始于1920年，用于熔炼镍铬合金。直到第2次世界大战，由于真空技术的进步使真空感应炉熔炼才开始真正发展起来。1926年德国用真空感应炉（容量4t，功率350kw）熔化Co、Ni合金。二战期间欧美等国家已达到了实用化程度并取得了飞速发展，日本也相继采用。这种方法多用于熔炼耐热钢、轴承钢、纯铁、铁镍合金、不锈钢等多种金属材料。这一方法使材料的断裂强度、高温韧性、耐氧化性等都得到了改善。由于大型真空抽气设备（如增压泵）的出现，真空感应炉也逐步向大型化发展。以美国为例，1969年真空感应炉的容量已达到27.60t的规模。满足了各种金属材料工业化生产的要求。西欧各国也在20世纪60年代，将炉子向大型化发展并不断改进，可在冶炼过程中不破坏真空，在装料、铸模准备及浇铸操作等过程实现连续的或半连续的真空感应熔炼。美国consarc公司和德国ALD是目前国际上最主要的大型真空感应熔炼炉制造企业，生产的大型真空感应熔炼炉可以达到30t，甚至更大。 中国自行生产的真空感应熔炼炉的容量一般比较小，主要为5-1500kg。2t 以上的大型感应炉主要从德国、美国、日本进口。20世纪80年代初，抚钢在国内率先从德国引进3t/6t大型真空感应炉。从90年代以后国内宝钢特钢、东北特钢和攀长钢等企业先后从国外引进了大型真空感应炉，最大容量为12t。目前正在引进的最大容量为24t。 二、新技术在真空感应炉的应用 1. 电磁搅拌和惰性气体搅拌 感应炉冶炼本身已存在较强烈的搅拌作用，加上电磁搅拌后，气体上升到熔液界面大量析出，对于材料的去气有很好的效果。必须注意的是，要选择合适的搅拌功率，避免对炉衬的过度冲击。在气体搅拌时，惰性气体通过注入坩埚底部的锥型多孔塞进入熔池。当惰性气体穿过熔融金属时，气泡体积和表面积增大，靠近金属液面时，体积明显膨胀，使气体和金属间有更高的比表面进行交换反应，缩短了熔液表面的更换周期，并改善整个熔池的均匀性。同时，还使细小的氧化物聚集，夹杂物漂浮到熔融金属表面，达到净化材料的效果。从脱气角度看，感应炉设计也要考虑感应圈的直径与高度之比，使熔液上表面增大，有利于脱气，并使耐火材料与熔融金属的接触面显著减少，降低对炉衬的侵蚀。 2. 冶炼电源 早期的感应炉电源都是电动机-发电机变频机组。到了1967年，西德leybold 公司为美国howmet公司生产的5.477t的炉子中，使用了可控硅变频电源，功率1000kw，频率180Hz。此后的3a间，变频发电机组和静止变频器共存，交
真空感应炉熔炼之工艺
真空感应炉熔炼之工艺 真空感应熔炼（VIM）是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分等特点。由于以上特点，现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要工序之一。 1、基本原理： 真空感应熔炼的两个基本原理应用是：感应加热和真空环境。 1.1 感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极，从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区，合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于渣钢界面冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。（4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。 感应加热的原理： 感应加热原理主要依据两则电学基本定律： 一是法拉第电磁感应定律： E=B·L·v·si n∠(v·B) E:导体两端所感应的电势； B:磁感应强度； v:相对速度； ∠(v·B):磁感应强度的方向与速度方向之间的夹角。 当一座无芯感应炉的感应线圈中通有频率为f的交变电流时，则在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场，该交变磁场的极
非真空感应炉熔炼镍基合金的工艺实践
非真空感应炉熔炼镍基合金的工艺实践 2011-11-07 09:13:55 作者：杨宏志高秀洁张奇张军来源：大连福岛精密零部件有限公司 摘要：镍基合金一般需要在真空炉内冶炼，非真空中频炉冶炼困难，本文通过利用优化工艺方案、增加氩气保护辅助措施等方法，实现了用非真空中频炉熔炼，精密铸造镍基高温合金产品 关键词：镍基合金非真空中频炉工艺优化氩气保护 前言 镍基合金是在高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金，具有抗疲劳、抗热疲劳、热膨胀系数低，弹性模量高以及比重小的综合性能，是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，在航天、能源、石油化工等工业的发展中起着举足轻重的作用[1]。 2009年底，我公司接到客户订单，生产镍基合金材质产品。该材质类似美国哈氏合金，由于成分原因，该类材质易于吸气，非真空方式冶炼难以控制；更为了获得更好的热塑性，该合金通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产[2]。铸造生产过程中通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零件。但是目前国内大部分的精铸厂家不具备这样的设备能力，我公司面临相同的问题，为满足客户要求，提升公司技术能力，决定采用现有的非真空中频炉设备试制该批产品。其产品结构见图1，镍基合金材质成分见表1
表1 镍基合金成分表 1、原铸造方案及结果 由于该产品的其它材质，如1.4581、1.4408等，我们公司之前做过很多，工艺很成熟，铸件内外质量都完全合格，因此我们按照铸造一般不锈钢材质的工艺进行，具体的蜡模制作、制壳、脱蜡和焙烧浇注等过程在此不做介绍，具体组树示意图如附图2，产生问题的图片如附图3、4：
钢铁人必看,真空感应炉熔炼百问百答
钢铁人必看，真空感应炉熔炼百问百答 可真空感应炉熔炼是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分的特点。由于以上特点，现已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要设备。 1、什么是真空？某密闭容器里面，由于气体分子数目减少，气体分子作用于单位面积上的压强降低，此时该容器内部压强低于常压，这种比常压低的气态空间就称”真空”。 2、真空感应炉的工作原理？主要是应用电磁感应的作用，在金属炉料本身产生电流，再依靠金属炉料本身的电阻，按照焦耳——楞次定律，将电能转换为热能，用以熔炼金属。 3、真空感应炉的电磁搅拌是如何形成的？坩锅中的熔融金属在感应圈产生的磁场中产生电动力，由于集肤效应，熔融金属产生的涡流与感应圈中通过的电流方向相反，产生相互排斥作用；熔融金属受到的排斥力始终指向坩锅的轴线方向，熔融金属也被推向坩锅的中心；又由于感应圈是短线圈，两头有短部效应，所以在感应圈两头相应电动力变小，电动力分布为上下两头小，中间大。在这种力作用下，金属液首先从中部向坩锅轴线运动，到中心后分别向上和向下流去，
此种现象不断的循环下去，便形成金属液体的激烈运动。实际冶炼时可以清除看到金属液在坩锅中心部分向上隆起，上下翻腾的现象，这就是电磁搅拌。 4、电磁搅拌有何作用？①可以加速熔炼过程中的物化反应速度；②使被熔融金属液成分均匀；③坩锅内金属液温度趋于一致，导致熔炼中反应彻底完成；④搅拌的结果克服了自身静压力的作用，把坩锅深处的融解气泡翻到液面上来，便于气体排出，减少合金的气体夹杂含量。⑤猛烈搅拌增强金属液对坩锅的机械冲刷，影响坩锅寿命；⑥加速坩锅耐火材料在高温下的分解，构成对熔融合金的再次污染。 5、什么是真空度？真空度表示低于一个大气压的气体的稀薄程度，常用压强表示。 6、什么是漏气率？漏气率指真空设备封闭后单位时间内的压力增高量。 7、什么是集肤效应？集肤效应指交流电通过导体（冶炼中指炉料）时，在导体截面上出现电流分布不均匀现象，越靠导体表面电流密度越大，越向中心部位电流密度越小的现象。 8、什么是电磁感应？交变电流通过导线，在其周围产生交变磁场，而把封闭导线放在变化的磁场中，导线内又会产生交变电流。这种现象称为电磁感应。 9、真空感应炉漏气度计算公式？P2-P1E = ————(Pa/min)
真空熔炼炉设计剖析
毕业设计论文 学院机电工程与自动化学院专业机械制造及自动化(专升本)学号124A1144 姓名郭利娜 指导教师任伯航 日期二○一五年九月十三日
摘要 目前，随着航天、航空、军工、核电、能源、化工等领域的不断向前发展，不仅特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金等特殊合金的需求量越来越大，而且对其质量要求更加苛刻，这就促进了真空感应炉的发展与研究.与其他冶炼方法相比，真空感应熔炼炉能更精确的控制所炼钢种或合金的成分；钢或合金中气体和非金属夹杂物的含量水平圆圆低于其他熔炼方法；真空熔炼炉的温度相对来来说比较容易控制，而控制压力水平就是真空感应熔炼炉最显著的特点。 本设计研究的对象是25KG的真空感应熔炼炉装置的设计，包括此炉的总功率的热工计算、中频电源的电参数技术计算，坩埚材质的选择以及坩埚尺寸的设计，感应器材料的选择与机构设计，真空系统泵阀的选择以及真空管的布置，炉壳的强度校核，冷却系统的设计等，本课题的设计论述出来各部分的设计方法与原则以及计算设计过程和必要的强度校核。 关键词真空感应炉设计
ABSTRACT At present，with the continuous development of some areas，such as acrospace，avaiation，military industry ，nuclear power，energy and chemical area，not only the demand of special alloy –heat resisting alloy ，high temperature alloy， corrosion resistant alloy—areas increasing，but the quality requirements of this special alloy are becoming more stringent.All of this promoted the development and research of vaccum induction furnace. Compared with other smelting method, vaccum induction smelting furnace is able to precisely control composition of steel or alloy, and gas and nonmetallic inclusions in steel or alloy are far below other smelting method.The temperature of the vacuum induction furnace is relatively easy to control, and control the pressure level is the most distinguishing feature of vacuum induction furnace. This research sets the target of 10 kg vacuum intermediate frequency induction furnace。 This research sets the target of 25 kg vacuum intermediate frequency induction furenace equipment design，including thermal calculation of Power，electric paremeters calculation of medium frequency power supply， The selection of crucible material and size design ，material selection and structure design of sensors，selection of vacuum pump valve and the arrangement of vacuum line，strength check of shell，cooling system design. The topics addressed in the design of the various components of the design principles and calculation methods and design process and the necessary degree of intensity. Key words vacuum，induction furenace，design
真空感应炉冶炼原理及工艺
真空感应炉冶炼原理及工艺 1 真空感应炉的基本构成 真空感应炉是真空冶炼中的一个重要设备。无论是有削成型或无削成形的产品冶炼的工艺流程均存在真空烧结的问题。烧结的目的在于将所望成型的坯块烧成热锻时用的预成型件，并要保证获得良好的可锻性和延性结构，以避免制品在热锻时形成缺陷。 真空冶炼炉主要用于冶炼精密合金、电磁材料、合金钢与高温材料。真空感应炉分间断式和半连续式两种，容量小于150kg的炉子多用向断式，容量为150-300kg的炉子两者皆有。500kg以上的均采用半连续式。5-7t的大型真空感应炉在国外较多。 国内用于冶炼工业中的真空感应炉主要还是中小型，现正向大型方向发展。在真空感应炉的设计和使用中，真空获得仍是关键问题。因为在真空感应炉中的温度为2000?左右，在此温度下，要达10-8Torr或更高的真空度是有困难的。根据国内外有关资料的介绍，冶炼质量的提高与真空度是有明显关系的。 为此，用户希望设计的真空感应炉能达到10-8Torr或更高的真空度，目前达到10-5Torr的真空度还是较为容易的。
真空感应熔炼炉的结构如图1所示。它是由炉体、真空泵系统、电源电控等几大部分组成。炉体部分构成真空感应熔炼炉进行冶炼生产的场所和空间。 它由以下单元组成:合金加料装置、观察装置、取样装置、测温装置、翻炉机构、铸锭机构、坩埚、感应器及进电装置、真空室壳体等。真空系统部分包括各种真空泵、真空阀、检测仪器等，它的职能是提供冶炼生产过程中，真空室里所必需的真空条件，如极限真空度、工作真空度、抽气时间、升压率等。电源电控部分(图中未画出来)负责供给冶炼生产过程中所必需的电能，亦即实现电流、电压、功率、电流频率等电器参数的控制。 坩埚封闭在真空室中，利用电磁感应产生的涡旋电流做为热源，在真空状态下进行金属与合金的冶炼并浇注。从而得到高质量的材料，这种工艺方法叫真空感应熔炼法，实施此种熔炼法的设备叫做真空感应熔炼炉，简称真空感应炉，这是一种新型冶金设备。 除此之外，电磁感应法也用于加热，在焊接、烧结、透热等方面也得到广泛应用，但当今真空感应炉主要用于冶炼，除特殊指明外，以下所述真空感应炉均指真空感应熔炼炉。其主要产品是铸锭、精密铸件及双联熔炼用的电极母材。 2 常用真空获得设备 -3-5真空感应炉的真空系统可由机械泵增压泵或机械泵扩散泵组成，以达到10,10Torr的真空度，有时还要加上罗茨泵。 2.1 机械泵 机械真空泵是通常用来获得低真空的设备。图2是常用的一种旋片式机械真空泵的结构简图。泵壳内有一圆柱形内腔，其中装有一圆柱形转子，可由马达带着转动。转子的中心轴线位置偏上，使转子与泵壳内腔在图中顶点处密合相切。转子中嵌有两片刮板，中阅用弹簧撑住，使刮板两端紧贴泵壳内壁。
最新真空感应熔炼的新技术精编版
2020年真空感应熔炼的新技术精编版
真空感应熔炼的新技术 摘要：为使从事真空冶金技术人员对国内外真空冶金技术的现状和发展有较全面的了解，综述性详细回顾了真空冶金技术的历史及发展过程，对真空冶金进行了详细分类，对各类常用真空冶炼方法进行了系统论述，介绍了国内外发展情况，指出了发展前景及方向。 关键词：真空冶炼；工艺分类；工业应用 Abstract： The history and the developing process of the vacuum metallurgical tec hnology ale described in detail， the classification on the vacuum metallurgy is made， the common used vacuum metallurgical methods are systematically discusse d， the development of the vacuum metallurgy at home and abroad is introd uced，the prospect and the direction are indicated． Key words：vacuum metallurgy；technological chassification； industry application 真空冶金是指在小于大气压下进行的冶金作业。真空冶金的应用, 是建立在真空技术的进步和广泛应用基础上的。获取真空的想法, 出现在公元前384～322 年。1654年第一台可供实用的真空泵由德国马德堡市市长、工程师O. V . Guerike 制成, 并用来做了有名的“马德堡半球实验”,开始了实际应用真空的时代。1643 年E . Tor ricelli 用一端封闭的玻璃管, 测出大气压为760 mm 汞柱高。1865 年Bessemer设想将炼好的钢在真空中浇铸以消除气泡和裂纹, 但技术和设备都不足以达到要求。1874 年 H.Mcleode 发明了压缩真空计。1905 年M. V. Pirani提出电子束熔炼的概念。二十世纪五十年代真空冶金应用于高温合金的熔炼, 目前世界上的最大的EBCFM炉是建立在日本矿业日立工厂的ESP100/1200CF 炉。1917 年真空电阻炉熔化镍基合金。1923年德国开始
真空感应炉熔炼工艺
真空感应炉熔炼工艺
真空感应炉熔炼工艺 真空感应熔炼（VIM）是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分等特点。由于以上特点，现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要工序之一。 1、基本原理：真空感应熔炼的两个基本原理应用是：感应加热和真空环境。感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极，从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区，合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于渣钢界而冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。 （4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。感应加热的原理： 感应加热原理主要依据两则电学基木定律：一是法拉第电磁感应定律：E二B ? L ? v ? sinZ （v ? B） E:导体两端所感应的电势； B:磁感应强度； v:相对速度； Z （v?B）:磁感应强度的方向与速度方向之间的夹角。 当一座无芯感应炉的感应线圈中通有频率为f的交变电流时，则在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场，该交变磁场的极性、磁感应强度与交变频率随着产生该交变磁场的交变电流而变化。若感应线圈内砌有圮坍并装满金属炉料，则交变磁场的一部分磁力线将穿过金属炉料，磁力线的交变就相当于金属炉料与磁力线之间产生了切割磁力线的相对运动。因此，在金属炉料中将产生感应电动势(E),其大小通常以下式确定：
ZGD10kg真空感应熔炼定向凝固炉技术条件
ZGD10kg真空感应熔炼定向凝固炉技术条件 1 概述： 真空感应熔炼定向凝固炉是我所以真空感应熔炼炉为基础研制开发的一种用于获得晶体材料的一种现代化设备。 2 工作原理： 本设备利用中频感应加热进行熔化材料，然后将熔融的材料倒入特定形状的坩埚内，通过石墨电阻炉(带组合屏) 加热、保温、控温。然后使坩埚缓慢下降，通过一个温度梯度较大的区域，让结晶从坩埚底部开始，逐渐向上推移，进行晶体生长。本产品主要适用于生产碱卤化物、光学晶体、闪烁晶体、激光晶体等。 3 主要技术指标： 3.1 坩埚容积：5~10kg (钢) 3.2 设备总功率：145kW 3.3 中频电源功率：60kW 3.4 中频工作电压：250V 3.5 中频频率：＜4000Hz 3.6 输入电压：三相380V 3.7 电阻炉总功率：60kW 3.8 电阻炉工作电压：≤28V 3.9 电阻炉输入电压：220V 3.10 力矩电机输入电压：220V±10% 3.11 力矩电机速度设定：0.5~500转/分 3.12 力矩电机电流设定：0.10~1.70A 3.13 铸模拉速范围：0.1~10mm/min (下降) 3.14 拉模行程：50mm/min (回位) 3.15 拉模工作振动指标：400行程内振动小于0.05g 、摆动量小于20μm 3.16 熔化周期：小于30min 3.17 极限真空度： 6.67×10-3Pa 3.18 工作真空度： 6.67×10-2Pa 3.19 压升率：小于3Pa/h
3.20 电阻炉温度：极限1400℃￠90×400mm 均温区内温差±5℃3.21 中频熔炼温度：极限1700℃ 3.22 冷却水压：0.15MPa —0.3MPa 3.23 冷却水流量：9m3/h 3.24 设备总重量： 3.8t (视不同的中频电源略有变化) 4 结构性能和特点： 4.1 10kg真空感应熔炼定向凝固炉的主要结构：炉体、炉盖、提升机构、转轴进电、线圈、保温炉、托锭机构、真空系统、液压系统、气动系统、视窗机构、控温系统等。 4.1.1 炉体、炉盖：是组成该类电炉的真空容器，所有的其它机构都附属在炉体炉盖上，炉体的直径为800mm立式结构，炉盖可提升转动，均采用水冷夹壁结构，炉盖采用三圆弧结构。 4.12 提升机构： 提升机构为炉体、炉盖的连接机构，通过提升机构，可将炉盖提升起来回转，炉盖提升为液压驱动，电控操作。 4.13 转轴进电系统与倾炉机构： 转轴为水冷同轴式馈电方式，可以拆卸，进电系统由0.1mm单导线组成截面导线50mm2，共20根，制成母线与转轴之间的连线，比原来单用水冷电缆的导线提高了5%以上效率，线路压降不大于5V。这样结构既提高了效率，转动起来也灵活、可靠。浇铸倾炉为液压转动，手动操作，能够调节倾动速度，控制台上设有倾动操作杆。 4.1.4 感应线圈： 感应线圈是由一种紫铜管制成的，匝与匝之间有 3 —4mm 的间隙，通过外围的绝缘板来固定位置，感应线圈和进出电极间是由螺母连接的，拆卸方便，既能保证良好的导电性能，又能保证可靠的真空密封。由于本设备采用的是感应石墨加热方法，在线圈与石墨发热体之间应有20~30mm保温绝缘材料，以免线圈短路，也防止了线圈直接受热辐射。从试验结果来看，最大线圈电压不应大于250V，以免引起放电。 4.15 保温炉： 采用三段电阻加热，发热元件为高纯，高密度石墨，加热器为圆形结构，有效温区长400mm，热区温差±5℃。保温采用两层钼屏，两层不锈钢屏，一层碳毡组成的组合屏结构，用隔离环和支撑杆连接。外壳采用δ4mm无磁不锈钢，分为三段，可调整三段发热体的间隙，保温炉工作温度在800~1300℃。该保温炉利用可控硅调压电源通过三段石墨发热体进
真空感应熔炼的工艺过程
真空感应熔炼的工艺过程 真空感应熔炼（VIM）是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分等特点。由于以上特点，现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要工序之一。 1、基本原理： 真空感应熔炼的两个基本原理应用是：感应加热和真空环境。 1.1 感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极，从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区，合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于渣钢界面冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。（4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。 感应加热的原理： 感应加热原理主要依据两则电学基本定律： 一是法拉第电磁感应定律： E=B·L·v·si n∠(v·B) E:导体两端所感应的电势； B:磁感应强度； v:相对速度； ∠(v·B):磁感应强度的方向与速度方向之间的夹角。 当一座无芯感应炉的感应线圈中通有频率为f的交变电流时，则在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场，该交变磁场的极性、磁感应强度与交变频率随着产生该交变磁场的交变电流而变化。