真空感应炉 高真空感应炉组成

真空还原原理

真空还原即在真空下从矿石或化合物提取金属。某些金属的热还原反应产生气态产物（一氧化碳、金属蒸气等），在真空下进行这样的反应，往往可以采用比在常压下低几百度的温度，从而取得经济上的良好效果。真空条件还能显著地防止气态金属的再氧化。下面是这类过程的一些例子。

在托级压力下，用含硅75％的硅铁还原煅烧白云石，在左右即可得到镁,形成的气态镁在反应器的较冷部位凝结。钙和钡则可在和托压力下用铝从氧化钙或氧化钡还原而得。

还发展了用铝或硅在真空下从氧化锂或锂矿石还原出锂蒸气的方法。与电解法比较，用真空热还原法生产轻金属的优点是：①可用的原料分布较广；②生产工艺较简单；③电耗低；④产品纯度较高。

钒、铌、钽等也可用真空碳还原制得。真空热还原法生产金属是在电阻炉、感应炉或用不同方式加热的钢制蒸馏器（如镁还原炉）中进行的。

高真空感应炉组成

感应炉是熔炼铸铁重要的热工设备，目前国内采用的感应炉以中频感应炉为主，工频感应炉为辅。以中频感应炉为例，其具有熔炼工艺稳定、熔炼铁液质量好、铁液温度容易控制、环保等一系列使用特点。感应炉同大部分热工设备相同，外壳为钢壳，内部为耐火材料炉衬。

感应炉要用途和适用范围：

感应炉由于它能严格控制合金成份，同时具有电磁搅拌和高真空脱气的能力。真空感应熔炼炉可在高真空条件下或在充保护气氛情况下进行的熔炼和浇铸镍基、铁基、钴基及其它高级精密合金或高纯度金属。若选用石墨坩埚，则可通过间接加热的方法熔化低电阻率的金属及其合金，例如：金、银、铜、铝、青铜等。

感应炉设备包括炉体部分、电气部分、液压系统、水冷系统等四大部分。

1、炉体部分：冶炼铸铁的工频感应炉炉体部分由感应炉(两台，一台用于冶炼，另一台备用)、炉盖、炉架、倾炉油缸、炉盖移动启闭装置等组成。

2、电气部分：电气部分由电源变压器、主接触器、平衡电抗器、平衡电容器、补偿电容器和电气控制台等组成。

3、液压系统：液压系统包括油箱、油泵、油泵电机、液压系统管道与阀门和液压操作台等。

4、水冷系统：冷却水系统包括电容器冷却，感应器冷却和软电缆冷却等。冷却用水系统是由水泵和循环水池或冷却塔以及管道阀门等组。

感应炉具有以下优点：

1、熔化速度快，生产效率高：中频感应炉功率密度高，吨钢水功率分配比工频感应炉大20-30%左右。因此，在相同条件下，中频感应炉的熔化速度快，生产效率高。

2、适应性强，使用灵活：中频感应炉每炉钢液可以全部出净，更换钢种方便；而工频感应炉每炉钢液不允许出净，必须保留一部分钢液供下炉启动，因此更换钢种不方便，只适用于冶炼单一品种钢。

3、电磁搅拌效果较好：由于钢水所承受的电磁力与电源频率的平方根成反比，中频电源的搅拌力小于电源的搅拌力。中频电源在去除钢中杂质、化学成分均匀、温度均匀等方面具有较好的混合效果。电源搅拌力过大，增加了钢水对炉衬的冲刷力，不仅降低了精炼效果，而且降低了坩埚的使用寿命。

4、起动操作方便：由于中频电流的集肤效应远大于工频电流流，因此中频感应炉在起动时，对炉料没有特殊要求，装料后即可迅速加热升温；而工频感应炉则要求有专门制作的开炉料块才能启动加热，而且升温速度很慢。因此，在周期作业的条件下大多使用中频感应炉。起动方便带来的另一个优点是，在周期作业时可以节约电力。

悬浮炉原理

悬浮炉的工作原理分析：

将水冷铜坩埚置于强大的交变磁场中，利用电磁力加热和浮力作用使炉料在悬空状态熔化和精炼。由于熔化的金属悬浮在真空中，不同坩埚材料接触，因而不会受到耐火材料和污染，从而使材料得到精炼。精炼后的液态合金成汇集地水冷铜坩埚内，后浇注入锭模中并加以旋转凝固，可以得到组织致密的合金锭。

小型悬浮炉的结构与真空感应炉相似，只是熔炼原理不同，配置的功率放密度是真空感应炉的5～10倍，使用的电源频率也比较高。