冷坩埚感(gan)應熔煉技術是(shi)一種利用電磁(ci)場将金屬材料(liao)在坩埚内懸浮(fú)并加熱熔化的(de)一種新的熔煉(lian)技術,其基本原(yuan)理是電流通過(guo)感應線圈在水(shui)冷銅坩埚和金(jīn)屬内部産生渦(wo)流,由于渦流之(zhi)間的電磁力相(xiang)互排斥,使金屬(shǔ)材料懸浮起來(lai),并加熱熔化。冷(lěng)坩埚感應熔煉(lian)時,被熔材料與(yǔ)坩埚壁保持非(fēi)接觸狀态,僅與(yu)坩埚底相接觸(chù),所以稱半懸浮(fu)熔煉。被熔材料(liào)的懸浮程度除(chú)與電參數有關(guān)外,還與材料密(mi)度有關。在相同(tong)的電參數下,材(cai)料密度越小,懸(xuán)浮程度越高,材(cái)料密度大,懸浮(fu)程度低。
冷坩埚(guō)感應熔煉 技術(shù)起源于感應渣(zhā)熔煉技術,主要(yào)用于钛廢料熔(róng)煉回收。爲了減(jiǎn)少熔渣給凝固(gù)金屬帶來的污(wū)染,開發了無渣(zhā)分瓣水冷銅坩(gan)埚感應熔煉技(jì)術。起初,此技術(shù)被稱爲感應殼(ke)熔煉技術,主要(yào)是因爲熔煉過(guò)程的開始階段(duàn)爐底存在凝殼(ke),後來進一步發(fā)展爲沒有凝殼(ké)和熔渣的現代(dai)形式的冷坩埚(guō)感應熔煉技術(shù)。最初的實踐表(biǎo)明,當采用導電(diàn)坩埚熔煉金屬(shu)時,由于坩埚本(běn)身發熱,産生的(de)熱量絕大部分(fèn)被冷卻水帶走(zǒu)。美國BMI研究所将(jiāng)銅坩埚開縫以(yi)切斷感應電流(liú)回路,測量不同(tong)頻率下坩埚磁(ci)場的衰減情況(kuang)表明,不開縫的(de)坩埚内磁場衰(shuāi)減殆盡,開縫後(hou)磁場衰減很少(shǎo),功率主要消耗(hào)在熔煉金屬上(shàng),從而大大提高(gāo)了電效率。在坩(gān)埚底部出口熔(róng)煉裝置基礎上(shang)設置了結晶器(qi),制造成連續鑄(zhu)造裝置,将懸浮(fu)熔煉技術和連(lian)續鑄造相結合(he)。
①在無坩埚污染(rǎn)環境下,對材料(liao)進行熔煉和處(chu)理;
②熔體在感應(ying)加熱過程中被(bei)電磁攪拌,提高(gao)了金屬熔體溫(wēn)度和成分的均(jun)勻性;
③坩埚不受(shou)熔煉金屬熔點(diǎn)和活潑性的影(ying)響,坩埚壽命長(zhǎng)。冷坩埚技術特(tè)别适用于熔煉(liàn)活潑金屬、難熔(róng)金屬、高純金屬(shǔ)以及放射性材(cai)料等。但冷坩埚(guo)技術仍然存在(zài)着自身難以克(ke)服的缺點: 僅僅(jin)是一種熔煉技(ji)術,在鑄件成形(xíng)和轉包過程中(zhong)不可避免帶來(lai)污染,設備一次(ci)性投資大、電效(xiao)率低,約束成形(xing)的形狀簡單等(děng)。在一定程度上(shang)限制了其大規(gui)模的工業應用(yong)。