مقالات

کاربرد دستگاه کوره ذوب مجدد قوسی تحت خلا در صنایع مختلف

دستگاه کوره ذوب مجدد قوسی تحت خلاء 

کوره‌ای جهت ذوب ثانویه است که برای خط تولید انواع آلیاژهای فلزی واکنش پذیر و حساس به جدایش (به عنوان مثال، آلیاژهای پایه نیکل، آلیاژهای تیتانیوم و زیرکونیوم) استفاده ‌می‌شود. 

فرآیند VAR قادر به ساخت و تولید شمش‌های همگن، بدون تخلخل و با ساختار شیمیایی، اندازه فیزیکی و دانه بندی مناسب است. این شمش‌ها فاقد جدایش، تخلخل، حفره‌های انقباضی و یا هر نقص دیگر مرتبط با انجماد کنترل نشده در حین ریخته گری هستند. کیفیت مواد حاصله از کوره‌های VAR تا حد زیادی به ساختار یکنواختی شیمیایی شمش اولیه بستگی دارد. 

شمش اولیه ‌می‌تواند، شمش‌های حاصل از ریخته گری یا بیلت‌های حاصل از ریخته گری پیوسته باشد. در این فرآیند درجه حرارت آند برای الکترودهای مسی بین 2500 تا 3000 کلوین تخمین زده ‌می‌شود. دانسیته جریان در یک نقطه آند تقریبا A / cm210،000 است.

فرآیند ایجاد قوس بین الکترودهای فلزی 

برای ایجاد قوس بین الکترودهای فلزی در خلا، نیاز به تخلیه الکتریکی است که منجر به یک جرقه  ‌می‌شود. به وجود آمدن پلاسما هم به وجود الکترون و هم به وجود یون نیاز دارد. ضروری است که منبع تغذیه متصل به الکترودها بتواند جریان کافی برای حفظ قوس پایدار را تأمین کند. مقدار این جریان به ماده الکترود بستگی خواهد داشت و از چند ده آمپر تا چند صدها آمپر متغیر خواهد بود. ولتاژ مدار باز مورد نیاز برای شروع قوس به روش تحریک بستگی دارد.
کاتد، برای وجود یک قوس خلا ضروری اسدر واقع کاتد، منبع انتشار الکترون برای قوس است و همچنین پلاسما و  بخار فلز را فراهم می‌کند. کاتد یک ساطع‌کننده الکترون بسیار کارآمد است. 
وظیفه اصلی آند در یک قوس خلا، جمع آوری الکترون‌های کافی از پلاسمای محیط برای حفظ جریان مدار خارجی است. همچنین اتم‌های خنثی بخار فلز توسط آند جذب ‌می‌شوند. این بخارات که از سطح کاتد و پلاسمای روی آن به وجود ‌می‌آیند، متراکم شده و انرژی تابشی ساطع ‌می‌کنند. در نتیجه، اگر قوس برای زمان قابل توجهی باقی بماند، آند ذوب ‌می‌شود. گرم شدن مداوم آند منجر به بی ثباتی قوس خواهد شد.

ساختار دستگاه کوره ذوب القایی تحت خلا

شماتیکی از کوره VAR در شکل 2 نشان داده شده است. در این فرآیند، یک الکترود آلیاژی به شکل استوانه‌ای درون استوانه مسی قرار ‌می‌گیرد، کوره خلا ‌می‌شود و یک قوس DC بین الکترود (کاتد) و برخی از مواد اولیه (به عنوان مثال، تراشه‌های فلزی) در پایین بوته (آند) زده ‌می‌شود. قوس، مواد اولیه و نوک الکترود را گرم ‌می‌کند و در نهایت هر دو ذوب ‌می‌شوند. با ذوب شدن نوک الکترود، مذاب از طریق پلاسمای قوس جاری شده و به تدریج در بوته مسی جمع می¬شود. در طول فرآیند، بالای شمش محدوده‌ای از مذاب، باقی ‌می‌ماند که دارای یک سطح مقطع خمیده است. در هر لحظه، حداقل 3 فاز وجود دارد: مایع، جامد مایع و جامد. فرآیند انجماد باید کنترل شود تا محصول، کیفیت ساختاری خوبی داشته باشد.
از آنجا که قطر بوته بزرگ تر از قطر الکترود است، الکترود به سمت پایین به سمت آند حرکت ‌می‌کند تا میانگین فاصله بین نوک الکترود و سطح آند ثابت باشد. این فاصله، که متوسط شکاف الکترود  نامیده ‌می‌شود، تأثیر مهمی بر روی گرمای آزاد شده در طی فرآیند دارد؛ زیرا پلاسمای قوس، به این شکاف، وابسته است.

کاربرد‌ها:

هدف از این فرآیند در این خط تولید، ساخت و تولید مواد با کارایی بالا و خلوص بالا (که نتیجه ذوب مجدد است) بوده که برای کاربردهای هوا فضا مورد نیاز هستند. امروزه روش ذوب مجدد قوس خلا برای ساخت و تولید شمش سوپر آلیاژ‌های حتی تا قطر 17 تا 20 اینچ مورد استفاده قرار ‌می‌گیرد.

با این حال، اگر انجماد به اندازه کافی کنترل نشود، برای شمش‌های سوپر آلیاژ با قطر‌های بیش از 17 اینچ، به طور فزاینده‌ای نقص جدایش  به وجود ‌می‌آید که به آن  "کک و مک " گفته ‌می‌شود.

چند مورد از کاربردهای شمش‌های تولید شده به این روش در صنایع مختلف عبارت‌اند از:

• تولید سوپر آلیاژها برای صنایع فضایی
• تولید فولاد بلبرینگ
• فولاد قالب سازی
• ذوب فلزات فعال مانند تیتانیم و زیرکونیوم
• فولاد ابزار (فولادهای سردکار و گرمکار)

سایت ماشین بازار در صدد آن است که از تولیدکنندگان در راستای خرید قسطی محصولات صنعتی حمایت کند. ماشین بازار در معرفی محصولات خود برای تولیدکنندگان دانش بنیان و غیر دانش بنیان در جهت فروش اقساطی محصولات صنعتی خود تنوع را هم در نظر گرفته بنابراین شما تولیدکنندگان ‌می‌توانید ماشین‌آلاتی که مناسب کار و خط تولید خودتان هست را انتخاب کنید.