Kaarsulatus on elektrotermiline metallurgiline meetod, mis kasutab elektrienergiat kaare tekitamiseks elektroodide vahel või elektroodide ja sulanud materjali vahel metallide sulatamiseks. Kaare saab tekitada kas alalis- või vahelduvvoolu abil. Vahelduvvoolu kasutamisel tekib kahe elektroodi vahel hetkeline nullpinge. Vaakumsulatamisel on kahe elektroodi vahelise väikese gaasitiheduse tõttu lihtne kaare kustuda. Seetõttu kasutatakse vaakumkaare sulatamiseks tavaliselt alalisvoolu toiteallikat.
Erinevate kuumutusmeetodite järgi võib kaaresulatamise jagada kahte kategooriasse: otsekuumutusega kaaresulatus ja kaudse kuumutuskaare sulatamine. Kaarsulatuse peamisteks tehnilisteks ja majanduslikeks näitajateks on sulamisaeg, sulatatud tahke ahjumaterjali kogus ajaühikus (tootmisvõimsus), ühik tahke ahjumaterjali elektrikulu, tulekindlad materjalid, elektroodide kulu jne.
1、 Otsene kuumutuskaare sulatamine
Otsese kuumutuskaare sulatamisega tekitatud elektrikaar on elektroodi varda ja sulatatud ahjumaterjali vahel. Ahju materjali kuumutatakse vahetult elektrikaare abil, mis on sulamissoojuse allikas. On kaks peamist tüüpi otsese kuumutamise kaare sulatamist: mittevaakum otsekuumutusega kolmefaasiline kaarahju sulatusmeetod ja otsekuumutusega vaakumtarbimisega kaarahju sulatusmeetod.
(1) Mittevaakum otsekuumutusega kolmefaasiline kaarsulatusmeetod. See on terase valmistamisel sageli kasutatav meetod. Terasetootmise elektrikaareahi on kõige olulisem mittevaakum-otseküttega kolmefaasilise elektrikaarahju tüüp. Inimeste poolt tavaliselt viidatud elektrikaareahi viitab seda tüüpi ahjudele. Kõrge legeerterase saamiseks on vaja terasele lisada legeerkomponente, reguleerida terase süsinikusisaldust ja muud sulamisisaldust, eemaldada kahjulikud lisandid nagu väävel, fosfor, hapnik, lämmastik ja allpool toodud mittemetallilised lisandid. toote kindlaksmääratud vahemik. Neid sulatustöid on kõige mugavam täita elektrikaarahjus. Elektrikaarahju sees olevat atmosfääri saab räbu valmistamise kaudu kontrollida nii, et see oleks nõrgalt oksüdeeriv või isegi redutseeriv. Elektrikaarahju sulami koostisel on väiksem põlemiskadu ja kuumutamisprotsessi on suhteliselt lihtne reguleerida. Seega, kuigi kaarsulatamine nõuab suurel hulgal elektrienergiat, kasutatakse seda meetodit endiselt tööstuses erinevate kõrgekvaliteediliste legeerteraste sulatamiseks.
(2) Otsese kuumutamise vaakumkaarahju sulatusmeetod. Seda kasutatakse peamiselt aktiivsete ja kõrge sulamistemperatuuriga metallide, nagu titaan, tsirkoonium, volfram, molübdeen, tantaal, nioobium ja nende sulamite sulatamiseks. Seda kasutatakse ka legeerteraste, näiteks kuumakindla terase, roostevaba terase, tööriistaterase ja laagrite terase sulatamiseks. Otsesoojendusega vaakumtarbimisega kaarahju sulatatud metallil on gaasi ja lenduvate lisandite sisaldus vähenenud ning valuplokil puudub üldjuhul tsentraalne poorsus. Valuploki kristalliseerumine on ühtlasem ja metalli omadused paranevad. Otsesoojendusega vaakumtarbimisega kaarahjus sulatamise probleem seisneb selles, et metallide (sulamite) koostist on raske reguleerida. Kuigi ahju seadmete maksumus on palju madalam kui vaakum-induktsioonahjul, on see kõrgem kui elektrilise räbu ahju oma ja ka sulatuskulud on palju kõrgemad. Vaakum isetarbimisega elektrikaarahju kasutati esmakordselt tööstuslikus tootmises 1955. aastal, algselt titaani sulatamiseks ja hiljem muude kõrge sulamistemperatuuriga metallide, aktiivmetallide ja legeerteraste sulatamiseks.
2、 Kaudne kuumutuskaare sulatamine
Kaudse kuumutamise kaare sulamisel tekkiv kaar on kahe grafiitelektroodi vahel ja ahju materjali kuumutatakse kaudselt kaare poolt. Seda sulatusmeetodit kasutatakse peamiselt vase ja vasesulamite sulatamiseks. Kaudne kuumutuskaare sulatamine asendub selle kõrge müra ja halva metallikvaliteedi tõttu järk-järgult muude sulatusmeetoditega.
Postitusaeg: 25. jaanuar 2024