真空自耗电弧炉(VAR)的工作原理与特点

1. 镍基合金熔炼工艺国内外镍基高温合金、镍基耐蚀合金、精密合金的熔炼设备主要有真空感应炉、真空自耗炉、电渣炉、电子束炉和等离子电弧炉等。

1）真空感应炉（VIM）真空感应熔炼是一种成熟的真空熔炼方法，是镍基高温合金、耐蚀合金等的重要生产工艺，特别是对于含有铝、钛等活泼元素较多的合金，必须采用真空感应熔炼。

VIM可提供对化学成分最大程度的控制，防止了溶液与大气中氢、氧、氮的接触。

真空下反应的进行和完成比在大气下要快。

除了使溶液均匀外，感应搅拌能持续将反应物带到熔体和真空界面，从而使精炼反应顺利进行。

气体夹杂和痕量元素的蒸发能改善大多数高温合金的力学性能。

VIM缺点在于大多数最终产品都必须进行重熔，主要是为了减少偏析和控制凝固组织以及耐火材料的侵蚀，采用CaO耐火材料坩埚、电磁搅拌、陶瓷过滤等技术均可以有效提高合金的纯净度。

新建3座12 tVIM，熔炼周期14 h/炉，平均每炉产量12 t，年产能18000 t，可满足规划生产真空感应炉锭17685.8 t/a的要求。

2）电渣重熔炉（ESR）电渣冶金是目前生产高品质材料的重要方法，具有纯度高、含硫量低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、结晶均匀致密、金相组织和化学成分均匀的优点，广泛应用于航天航空、军工、能源、船舶、电子、石化、重型机械和交通等国民经济的重要领域。

电渣重熔的目的是通过将化学精炼和控制凝固结合起来生产高质量铸锭。

电渣重熔过程中，金属材料能够被熔渣有效地精炼，合金中的非金属夹杂物、气体和硫含量显著减少，合金的纯净度提高，因而合金的力学性能得到改善。

电渣熔炼过程中，始终有液态渣的保护，使金属不与空气接触，合金元素烧损低，成分容易控制；避免了熔炼过程中耐火材料的污染；铸锭组织致密，缩孔较小，没有疏松及皮下气泡等缺陷，提高了材料的塑性；设备简单，易于操作。

然而ESR也存在许多不足之处，如熔炼和凝固速率偏低、熔渣吸收气体、活泼元素不易控制以及电极重熔过程经受高温氧化等。

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。

电炉、AOD炉、LF炉、VD真空炉的原理与作用电炉电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。

冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。

以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。

作用：目前国内去中频炉较多，主要用于冶炼优质钢、合金钢与不锈钢钢水，属于冶炼不锈钢的第一道生产工艺，主要作用是化钢水和脱磷、脱硫。

电炉AOD炉AOD炉法（即氩氧脱碳法）是精炼不锈钢较先进的技术。

其具有设备简单、操作方便、适应性强、投资省、生产成本低等优点，而被广泛采用。

将高炉铁水和电炉上熔化的钢水，经钢包注入AOD炉，冶炼时吹入O2、Ar 或N2混合气体，对钢水脱碳，同时由加料系统加入还原剂、脱硫剂、铁合金或冷却剂等调整钢水成分和温度，冶炼出合格的不锈钢材料。

原理：精炼时混合气体的输送和调节是氩氧炉的主要系统之一。

由制氧车间生产的气体经管道分别输送入车间附近的贮气罐中，经计量、减压、调节、混合，最后按工艺要求的流量和比例的混合气体，通过侧枪送入炉内。

冶炼开始时由氧气是通过双层水冷吹氧管，由顶部炉口处吹入金属熔池进行脱碳。

精炼时用混合气体送入侧枪进入炉内（安装在出钢口侧对面、靠近炉底的侧壁上）。

当装料和出钢时，炉体前倾一定角度，（侧面）风口处于钢液面以上。

正常吹炼时，风口沉入溶池深部。

风口中心管吹入氧气与氩气或氮气的混合气体，通过调节氧氩比可以降低一氧化碳分压达到脱碳保铬目的。

AOD炉风口的型式是特有的，它是用气体冷却的消耗式风口。

风口采用双层套管结构，其外管只通氩气或氮气以冷却风口，内管通氧气和氮气、或氩气的混合气体。

通过风口罩环的流量控制以达到最佳的操作效果，风口罩环中心管和风口罩环的流量可在主控室进行控制。

采用三支侧枪技术。

可以增强供氧强度提高金属料收得率，该技术可缩短AOD 冶炼时间。

真空自耗电弧炉铜坩埚的受热与冷却计算自耗电弧炉是一种使用电能将电能转化为热能的设备，其主要应用于熔化金属材料。

在电弧炉的操作过程中，铜坩埚在高温环境下进行受热和冷却，因此需要进行相应的计算。

首先，需要计算铜坩埚的受热过程。

在电弧炉工作时，电能将通过电弧传导到铜坩埚上，使其达到高温。

可以通过下述公式计算铜坩埚的受热速率：Q=m*Cp*(T2-T1)其中，Q为受热速率，m为铜坩埚的质量，Cp为铜的比热容，T2为铜坩埚的最终温度，T1为铜坩埚的初始温度。

接下来，需要计算铜坩埚的冷却过程。

在停止供电后，铜坩埚会通过自然冷却失去热能。

一般情况下，可以使用牛顿冷却定律计算铜坩埚的冷却速率：Q=-h*A*(T2-T1)其中，Q为冷却速率，h为热传导系数，A为铜坩埚的表面积，T2为初始温度，T1为环境温度。

以上是计算铜坩埚的受热和冷却的基本原理，下面将对具体计算过程进行详细说明。

1.计算铜坩埚的质量：铜坩埚的质量可以通过称重或从产品规格中获取。

2.计算铜的比热容：铜的比热容为0.386J/(g·℃)。

3.计算受热过程的能量：根据上述公式，计算铜坩埚的受热速率。

需要输入初始温度和最终温度，以及铜坩埚的质量。

4.计算冷却过程的能量：根据上述公式，计算铜坩埚的冷却速率。

需要输入初始温度、环境温度，以及铜坩埚的表面积和热传导系数。

5.根据受热速率和冷却速率的差值，可以得到铜坩埚在操作过程中的热能损失。

需要注意的是，以上计算仅为基本的理论计算，实际计算过程需要考虑其他因素的影响，例如电弧炉的具体工作情况、炉温的稳定性等。

此外，铜坩埚的材料和结构也会对受热和冷却过程产生影响，因此在实际运行中需要进行更为详细的计算和试验。

总之，铜坩埚的受热和冷却计算是电弧炉操作过程中的重要环节，可以通过理论计算和实验验证相结合的方法来得到更准确的结果。

这些计算结果对于保证电弧炉的正常运行和提高生产效率具有重要意义。

ZHTF01型1.5T真空自耗电弧炉的研制文章介绍了ZHTF01型1.5T真空自耗电弧炉的结构、特点及其工作原理，这是我所为丹阳天工有限公司自行设计制造的真空自耗电弧炉。

标签：自耗电弧炉；电极杆；坩埚1 概述真空电弧炉是在真空状态下利用电弧来加热熔炼金属的一种电炉。

真空自耗电弧炉，其电极由被熔炼材料制成，在熔炼过程中靠加热自身使其溶化后，滴入结晶器中冷凝成锭子的电弧炉。

2 设备的主要技术参数及构成2.1 设备的主要技术参数（1）最大熔化重量：1500kg（Ti）（2）最大电流：15kA（3）空炉极限真空度：7×10-1Pa（4）工作真空度：6.6Pa～0.66Pa（5）升压率：1Pa/min（6）工作真空排气时间：30min（7）真空系统配置：2×H-150+Z-400+ZJ-600+ZJ-1200（8）电极升降速度：熔炼：0～38mm/min，无级调速快速：400 mm/min（9）电极杆最大行程：约2250mm（10）坩埚：Φ500×2000 Φ440×2700 Φ380×2200（11）炉室升降行程：约2000mm（12）冷却水压力≥0.4MPa 水温<33℃流量50m3/h（13）应急水压力：0.1MPa 水温<33℃流量30m3/h（14）压缩空气压力：0.3～0.5MPa 用量150l/min 空压储气罐0.6m3 压力0.7MPa2.2 设备的构成该设备主要由以下几部分构成：（1）主传动系统；（2）真空炉室及动密封；（3）坩埚及稳弧系统；（4）真空系统；（5）炉室升降装置；（6）观察摄像系统；（7）压缩空气系统；（8）冷却水系统；（9）自动熔炼控制系统。

3 设备主要部分工作过程和结构特点3.1 主传动系统主传动系统包括电极杆、传动系统。

电极杆为双层水冷结构，传动采用数字控制交流伺服电机，驱动滚珠丝杠，以满足熔炼时的快速反应；电极杆的运行速度及电极杆的位置可在操作室进行数字显示。

1- 真空自耗电弧炉 1台熔炼系统可替换的熔炼坩埚5Kg和10 Kg 融化钢铁熔化温度和重新编码以及浇注条件显示在电脑屏幕上以最小或者常规水压，在熔炼操作中水冷却扶轮静脉, 底部，扩散泵，真空高达10-8 milli-bar镍合金的融化, 铝合金和钢. 熔炼温度高达2200°C在熔炼过程中，引擎盖是为了便于合金的添加真空和控制大气熔炉和重熔感应熔炼炉这些产品是通过自耗电极永久模具，可拆模，冷型铸造设备备件必要的备件和配件. 模具成型材料和永久/拼合铸模.安装与培训两人的安装，完全操作与保养培训由供应商提供5--10千克真空自耗炉基本概述一个炉室固定在工作台上一个旋转熔炼工位。

可气动缸顶升。

一个KTZJ300.600油增压泵真空系统一个2000安熔炼电源电源满足熔炼4公斤钛及钛合金锭，5.5公斤锆及锆合金锭，7公斤铁及铁合金锭的需要。

环境要求：提供厂房：梁下4000。

设备电源供电电压为：3 相4线AC 380V±7%土木基础施工。

地平处理混凝土浇注厚度大于200mm采购方配合试车工作电网频率：50Hz±1%压缩空气：压力0.6MP a（如有需要）惰性气体（氩气）气体压力：0.4～0.8 MPa（工业冷水机）提供的循环冷却水：进水温度2℃－20℃，进水压力0.25-0.3Mpa，流量8m3/h应急水：压力：0.2－0.3MP a，（由发电机带动冷水机）海绵钛电极密度：3.3 g/cm3（最小）、钛锭4.5海绵锆电极密度：4.7 g/cm3（最小）、锆锭6.5基本技术参数最大熔化重量：≥5.5Kg锆及锆合金（密度6.5g/cm3）海绵钛电极密度：3.4kg/dm3最大熔炼电流：2000A电极杆最大行程：750mm下炉室升降行程： 100mm开路电压：68V工作电压:20－45V真空系统：一台ZL300油增压泵＋一台 ZJ-600罗茨泵＋一台2H-70滑阀泵泵电极升降速度：0～280mm/min，无级快速速度：500 mm/min极限真空度：≤7×10-2Pa工作真空度： 10-0.67Pa升压率：≤0.1Pa/min）抽空时间从大气压达到0.1Pa ，≤15分钟。

金属冶炼工艺EAF：电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。

气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。

对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。

AOD：氩氧脱碳法（argon-oxygen decarburization）AOD吹氧脱碳的原理是：吹入炉内的氧气进入钢液后、与钢液中的碳和铬反应，即：钢液中的碳和氧反应生成气态的一氧化碳[C]+{O}=(CO)↑钢液中的铬与氧反应生成氧化铬进入渣层 2[Cr]+3{O}=(Cr2O3)另外，钢液中的碳与渣中的氧化铬反应，将渣中的 Cr2O3还原为铬，重新回到钢液中。

3[C]+(Cr2O3)=2[Cr]+3(CO)反应平衡常数：K(T)＝(aCr2•2PCO3)/(aC3•aCr2O3)式中，acr为钢液中铬的活度；ac为钢液中碳的活度；Pco为CO的分压；acr2O3为渣中Cr2O3 的活度。

由上式可见，碳－铬平衡是温度和一氧化碳分压的函数。

根据铁碳相图上碳和铬氧化反应吉布斯能曲线的相对位置关系，要达到降碳保铬，就得使碳优先于铬氧化，构成选择性的氧化关系。

通过向钢液中连续不断地吹入N2和Ar来降低CO分压，从而使上述反应向着生成CO的方向进行，将渣中的Cr2O3还原为铬溶入钢液中，从而达到降碳保铬的目的。

正因为AOD具有该功能，使得不锈钢生产采用高碳和高硅含量原材料成为可能，从而改善了整个不锈钢生产线的物料消耗，降低了冶炼成本费用。

VAR:真空电弧重熔(vacuum arc remelting) 一种利用电弧作热源在真空条件下熔炼金属的真空熔炼技术，它包括真空电弧双电极重熔和真空凝壳炉熔炼。

真空电弧重熔的原理是：在无渣及真空条件下，金属电极在直流电弧的高温作用下迅速熔化并在水冷铜结晶器内进行再凝固。

当液态金属以薄层形式形成熔滴通过近5000K的电弧区域向结晶器中过渡以及在结晶器中保持和凝固的过程中，发生一系列的物理化学反应，使金属得到精炼，从而达到净化金属、改善结晶结构、提高性能的目的。

电弧熔炼电弧熔炼是利用电能在电极与电极或电极与被熔炼物料之间产生电弧来熔炼金属的电热冶金方法。

电弧可以用直流电产生，也可以用交流电产生。

当使用交流电时，两电极之间会出现瞬间的零电压。

在真空熔炼的情况下，由于两电极之间气体密度很小，容易导致电弧熄灭，所以真空电弧熔炼一般都采用直流电源。

按照加热方式不同，电弧熔炼又分为直接加热式电弧熔炼和间接加热式电弧熔炼两类。

电弧熔炼的主要技术经济指标有熔炼时间、单位时间熔炼固体炉料的数量(生产能力)、单位固体炉料电耗及耐火材料、电极消耗等。

一、直接加热式电弧熔炼直接加热式电弧熔炼的电弧产生在电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料受电弧直接加热，电弧是熔炼得以进行的唯一热量来源。

直接加热式电弧熔炼主要有非真空直接加热式三相电弧炉熔炼法和直接加热式真空自耗电弧炉熔炼法两种。

(1)非真空直接加热式三相电弧熔炼法。

这是炼钢常用的方法。

炼钢电弧炉就是非真空直接加热式三相电弧炉中最主要的一种。

人们通常说的电弧炉，就是指的这一种炉子。

为了得到高合金钢，必须往钢中加入合金成分，调整钢中含碳量以及其他合金成分含量，脱除有害杂质硫、磷、氧、氮以及非金属夹杂物至产品规定的范围以下。

这些熔炼任务在电弧炉中完成最为方便。

在电弧炉内可以通过造渣将炉内气氛控制到呈弱氧化性甚至还原性。

电弧炉内合金成分烧损较少，加热过程比较容易调节。

因此，尽管电弧熔炼需要消耗大量的电能，但工业上仍然用这种方法来熔炼各种高级合金钢.(2)直接加热式真空电弧炉熔炼法。

它主要用来熔炼钛、锆、钨、钼、钽、铌等活泼和高熔点金属以及它们的合金，也用来熔炼耐热钢、不锈钢、工具钢、轴承钢等合金钢。

经直接加热式真空自耗电弧炉熔炼出来的金属，其气体和易挥发杂质含量下降，铸锭一般不会出现中心疏松，锭子结晶较均匀，金属性能得到改善。

直接加热式真空自耗电弧炉熔炼存在的问题是较难调整金属(合金)的成分。

炉子设备费虽比真空感应炉低得多，但比电渣炉高，熔炼费用也较之高许多。

电弧炉工作原理
电弧炉是一种利用电弧加热来熔化金属的设备，它在现代冶金工业中扮演着重
要的角色。

电弧炉工作原理的了解对于正确操作和维护电弧炉至关重要。

电弧炉工作原理的核心是电弧加热。

当电流通过两个电极之间的气体或液体时，会产生电弧。

电弧的高温可以将金属材料加热到熔化温度，从而实现金属的熔炼和加工。

电弧炉通常由电极、电极支撑、炉壳、电源系统和冷却系统等组成。

在工作时，电极会产生电弧，将金属材料加热到所需温度。

电源系统会提供所需的电流和电压，而冷却系统则用于冷却电极和炉壳，以防止过热损坏设备。

电弧炉可以分为直流电弧炉和交流电弧炉两种类型。

直流电弧炉的电极通常由
碳电极或者铜电极构成，而交流电弧炉的电极则由铜电极构成。

两种类型的电弧炉在工作原理上有一些差异，但都是利用电弧加热来实现金属熔炼的。

在实际操作中，电弧炉的工作原理需要与操作规程和安全注意事项结合起来。

操作人员需要根据金属材料的种类和加工要求，合理调整电弧炉的工作参数，以确保加热效果和金属质量。

同时，操作人员需要严格遵守安全操作规程，做好防护措施，以防止意外事故的发生。

总的来说，电弧炉工作原理是基于电弧加热的原理，通过电极产生电弧，将金
属材料加热到熔化温度。

了解电弧炉的工作原理对于正确操作和维护电弧炉至关重要，同时在实际操作中需要结合操作规程和安全注意事项，确保加热效果和操作安全。

EAF教育训练教材一电弧炉概论二电弧炉炼钢的基本原理三电弧炉的主要设备及技术参数四加料系统五电弧炉的工作流程六电弧炉耐火材料的选择七作业上的注意事项八电炉生产能力计算一概论炼钢的方式很多，目前全世界的粗钢总产量中，电弧炉的生产比例已经过30%，并有凌驾高炉—转炉炼钢的趋势，因为电弧炉具有以下特点：1. 设备投资额远低于高炉—转炉炼钢法；2. 能炼制更广范围的钢种；3. 操作弹性大；4. 使用价格与供应均安定的废钢或还原铁为原料；5.设备的改良与容量的增加，大大降低生产成本。

二电弧炉炼钢的基本原理1．把原料熔融（溶解期）使用三根电极棒，利用电极与原料废钢之间连续得发生电弧，以所产生非常高的电弧热（3000℃以上）来溶解废钢及添加物；2．把不要的成分或气体去除(1) 利用吹氧，把杂质氧化变渣；（氧化期）(2) 利用比重差，把渣化的杂质浮起去除；（排渣）(3) 利用渣或铁水的溶解度差异去除铁水中的有害成分；（造渣）(4) 利用滚动或降压或还原剂去除有害气体。

（还原期）3. 把需要的成分加入(1) 以纯金属或合金方式加入炼钢中；(2) 在大气或真空或其他状态下加入溶钢中。

三电炉及其辅助设备技术参数150t电炉主要技术性能表表2-1四加料系统(对整个炼钢厂)加料系统主要位于EF跨，主要包含:EAF、AOD、VOD/LF的加料。

主要包括下面部分：地下料仓、运输皮带、高位料仓、振料器、Chute、称重料仓。

1 地下料仓:地下料仓位于EF跨、23~24柱之间，深度为-6.500m，有两个容积为30m3的料坑，由水泥浇注而成，上面附有耐磨板，合金料由自卸卡车运来后倾倒在料坑里．2 高位料仓：高位料仓位于43m ，分为EAF、AOD、VOD /LF 三个区域,共有46个料仓，其中EAF：10个、AOD：20个、VOD /LF：16个，它们主要起了一个中间储存站的作用，当储满料之后大约可以供炼钢48个小时使用。

高位料仓在构造上主要有一个料位计，可以用来测控料的多少以及时补料。

钢铁工厂电弧炉工作原理
电弧炉是一种常见的钢铁冶炼设备，其工作原理如下：
1. 供电系统：电弧炉主要通过一个高电压的供电系统来提供所需的电能。

电弧炉通常需要三相交流电源，并通过电源线将电力传输到炉内。

2. 炉膛：电弧炉的炉膛是一个金属容器，内壁通常由耐火材料制成。

该容器能够集中高温和电弧，在其中进行冶炼过程。

炉膛通常具有倾斜装置，以便在冶炼结束后倾倒炉内材料。

3. 底部电极：电弧炉的底部通常安装有一个电极，它是一个导电材料的大块，如碳或钼。

底部电极通过一个电弧接触器与供电系统连接，以确保电流传导到炉膛中。

4. 顶部电极：电弧炉的顶部通常安装有一个可移动的电极，它可以上下调整。

顶部电极也通过一个电弧接触器与供电系统连接，以供电并形成电弧。

5. 冶炼过程：当电弧接触器接通供电系统时，底部和顶部的电极之间会形成一道电弧，该电弧产生极高的温度，可将炉内的金属材料加热到熔化的温度。

材料在高温下熔化，并与其他合金添加剂混合以制备所需的钢铁合金。

总结：电弧炉利用电弧的高温作用将金属材料加热到熔化，从而实现钢铁冶炼的过程。

供电系统和电极的使用使得电能能够传导到炉膛中，并形成足够强的电弧以实现高温冶炼。

第1篇一、实验目的1. 了解真空电弧熔炼的基本原理和操作方法。

2. 掌握真空电弧熔炼设备的使用和维护。

3. 通过实验，提高金属熔炼技术，提高金属熔炼质量。

二、实验原理真空电弧熔炼是一种在真空条件下，利用电弧加热熔炼金属的方法。

其原理是在真空或保护性气氛条件下，通过电弧放电产生的热量来加热和熔炼金属。

真空电弧熔炼具有以下特点：1. 熔炼过程中，金属液免受氧化，有利于金属的提纯。

2. 金属熔炼处于密闭容器中，环境污染小，工作环境好。

3. 熔炼温度高，熔炼速度快，熔炼质量好。

三、实验设备与材料1. 真空电弧熔炼炉：真空度可达10-3Pa，功率为10kW。

2. 电极：采用钨电极，直径为10mm。

3. 金属原料：纯镍、不锈钢、铝合金等。

4. 保温材料：石英砂。

5. 量具：电子秤、温度计、电压表、电流表等。

四、实验步骤1. 准备实验设备，检查真空电弧熔炼炉的真空度、功率等参数是否符合要求。

2. 将金属原料和保温材料放入真空电弧熔炼炉中。

3. 打开真空泵，抽真空至10-3Pa以下。

4. 合上炉盖，启动真空电弧熔炼炉，调整电流和电压，使电弧稳定。

5. 观察熔炼过程，记录熔炼温度、电流、电压等参数。

6. 熔炼结束后，关闭真空泵，停止电弧，待金属凝固后取出熔炼产品。

7. 对熔炼产品进行外观检查和性能测试。

五、实验结果与分析1. 实验过程中，真空电弧熔炼炉的真空度、功率等参数均符合要求。

2. 熔炼过程中，电弧稳定，熔炼温度、电流、电压等参数均记录在案。

3. 熔炼结束后，取出熔炼产品，外观检查未见明显缺陷，性能测试结果如下：（1）纯镍熔炼产品：熔点1435℃，抗拉强度≥590MPa，屈服强度≥345MPa，伸长率≥35%。

（2）不锈钢熔炼产品：熔点约1500℃，抗拉强度≥540MPa，屈服强度≥345MPa，伸长率≥30%。

（3）铝合金熔炼产品：熔点约660℃，抗拉强度≥240MPa，屈服强度≥150MPa，伸长率≥10%。

V AR熔炼大规格钛铸锭表面质量与熔炼电压的关系文章主要探讨了V AR炉熔炼大规格钛及钛合金铸锭表面质量与熔炼电压的关系，结合工业化生产，通过试验调整影响铸锭表面质量的主要因素，优化了大规格钛及钛合金铸锭生产工艺参数，生产出了表面质量优良的钛及钛合金铸锭，提高了铸锭成品率，大大降低了钛材生产成本。

标签：V AR；表面质量；电弧；熔炼电压1 概述真空自耗电弧熔炼（简称V AR）具有设备投资低、运行成本较低、操作技术简单和良好的质量重现性等优点，是当前钛及钛合金熔炼最重要、最广泛和最成熟的工艺方法。

随着航天、电力等工业的发展，大型锻件的需求逐渐增多，众多钛加工材生产商利用钢铁厂的大型轧机轧制钛产品，同时钛加工材生产厂为了满足用户的需求和提高钛材成品率、降低成本，这些都需要较大规格的铸锭。

目前，世界钛发达国家均实现了钛铸锭熔炼用V AR炉的大型化和现代化，美国的大型V AR炉可以熔炼直径1219mm，重量18t的钛锭，日本可以熔炼直径1250mm，重量15t 的钛锭。

自2004年至今，宝鸡钛业股份有限公司先后从德国ALD公司引进了具有当今世界先进水平的10t电弧炉七台和15t电弧炉四台，从而形成了一条由计算机控制等多项新技术组成的优质钛及钛合金铸锭先进熔炼生产线，熔炼总产能达3万吨，具备生产钛及钛合金V AR锭的最大直径和质量分别达1040mm和15t。

铸锭表面质量是影响钛材成本的重要因素之一，较差的铸锭表面质量不但会增加铸锭扒皮损失，而且还会造成后序锻造产品开裂等，严重影响产品质量并大大增加生产成本。

为进一步降低生产成本，越来越多的客户对铸锭表面质量提出了严格的要求，因此必须严格控制大规格铸锭表面质量。

文章主要通过工艺试验，优化了大规格钛铸锭生产工艺，生产出了表面质量好的大规格铸锭，降低了铸锭表面扒皮量，大大提高了铸锭的成品率。

3 结果与讨论3.1 铸锭表面结晶V AR熔炼是在高温、低压及无渣条件下，利用电弧放电产生的高温做热源将自耗电极熔化，形成的液滴通过电弧区进入熔池中，熔滴在通过电弧区发生一系列的物理化学反应，使金属得到精炼，自耗电极中的杂质如MgCl2、Mg等将发生电离和气化反应，部分被真空系统抽走，剩余部分则会冷凝在坩埚壁上与熔炼过程中的喷溅物一起形成锭冠。