感应炉与电弧炉相比较,具有以下特点:
①感应炉采用电磁感应加热来熔化金属,在冶炼过程中不会增碳,因而可以冶炼在电弧炉中难以冶炼的含碳量很低的合金;
②由于没有电弧炉那样的弧光高温区,金属吸气的可能性小,熔炼出的合金气体含量低;
③感应炉电磁搅拌作用,使冶炼过程中化学成分和温度均匀,并且能精确地调整和控制温度,保证操作的稳定性;
④由于感应炉单位质量金属的液面面积较电弧炉小,而且没有电弧的局部高温区,为减少Al、Ti等易氧化元素的烧损创造了有利的条件。
由◥于感应炉炉渣不能被感应加热,其加热和熔化完全依靠钢液对它的热传导,因此炉渣温度低,不利于脱硫、脱氧等冶金反应的进行。
感应炉冶炼对原材料要求如下:
①各种原材料应准确控制化学成分;②原材料的S、P及低熔点有害杂质含量要低;③气体含量要少;④原材料要清洁、无锈、无油污;⑤根据炉子容量大小和电源频率,决定所用原料的块度大小,过大或粉状材料不宜使用;⑥造渣材料及脱氧剂应特别选择,并控制有害元素含量。
感应炉熔炼过程包括装料、熔化、精炼及出钢浇注等环节。
(1)装料
根据金属材料的物☆理化学性质决定装料顺序,不易氧化的炉料可直接装入坩埚,易氧化的炉料在冶炼过程中陆续加入。
根据金属料的熔点及坩埚内温度分布合理〓布料。炉底部位装一些熔点低的小块炉料,使其尽快形成熔池,以利于整个∏炉料的熔化;难熔的炉料应装在高温区,为了防止“架桥”,装料应下紧上松;为了早期成渣,覆盖钢液,在装料前可在坩埚底部加入少许造渣材料。
(2)熔化
熔化期要大功率快速熔化,以减少钢液的氧化、吸气和提高效╲率。熔化期应及时往炉内加入造渣材料,时刻注意不要露出钢液。
(3)精炼
精炼期的主要任务是脱氧、合金化和调整钢液温度。
①脱氧感应炉冶炼高温合金采用扩散脱氧和沉淀脱氧相结合的综合脱氧法。
不含Al、Ti的高温合金多采用Si-Ca粉作为扩散脱氧剂;而含Al、Ti的高温合金多采用铝石灰剂。
沉淀脱氧剂有Al块、Al-Mg、Ni-Mg、Al-Ba、Si-Ca、Ca、Ce等。用Si-Ca或金属Ca沉淀脱氧,一般均采用过钙法▓,以卐达到较好的脱氧效果。
②合金化高温合金中Al、Ti多以Ni-Al-Ti或Fe-Al-Ti′中间合金的形式在装料时Ψ 装入炉中。Fe-W, Fe-Mo可直接装入坩埚。使用金属钨条、钼条时,会生成挥发性氧化物,应在熔池形成后插入。
③温度控制为正常进行脱氧反应,保证夹杂物的排除和化学成分均匀,应控制∞钢液的温度。温度过高,金属会大量吸气,氧化加剧,在浇注时,耐火材料被严重冲刷,并使金属二次氧化,降低合金质量;而温度过低,不利于成分均匀,浇注时会造成疏松、结疤等︽缺陷。精炼温度应根据钢种和冶炼条件而定,一般控制在1500℃左右,出钢浇注温度一般控制在高出合金凝固点50~100℃。