真空重熔电弧炉

《电气工程名词》第一版。

1998年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

重熔工艺包括对重熔工艺过程的控制和工艺参数的选择。

真空电弧重熔重熔过程控制

真空电弧重熔过程可分为焊接电极、引弧、正常熔炼和封顶4个时期：

(1)焊接电极。每一炉熔炼所用的自耗电极要求与过渡电极同轴且被牢固地焊接在过渡电极上。焊接在真空下进行。在自耗电极被焊接的一端铺上一层同品种车屑作为引弧剂，然后下降电极杆，使过渡电极与自耗电极之间燃弧，当燃弧的两个端面被加热且电弧稳定，在自耗电极端面有较多的金属液相形成时，迅速下降电极杆，使燃弧的两个端面紧密接触而焊合在一起。

(2)引弧。在自耗电极与结晶器底部的引弧剂之间形成电弧，提高弧区温度和在结晶器底部形成一定大小的金属熔池，保持自耗电极与金属熔池之间形成稳定的电弧，使自耗电极的重熔转入正常的熔炼。

(3)熔炼期。是重熔过程的主要时期，在这期间钢或合金被精炼和凝固成锭，即脱除金属中的气体及低熔点的金属杂质，去除非金属夹杂物，降低偏析程度以及获得理想的铸态组织结构。

(4)封顶。目的在于减小重熔锭头部缩孔，减轻头部“V”形收缩区的疏松程度，以及促进夹杂物的最后上浮和排除，减少切头量，提高成材率。

真空电弧重熔工艺参数的选择

真空电弧重熔产品的质量，取决于重熔参数是否合理。在生产实践中，是根据所熔炼的品种、重熔的目的和要求来选择工艺参数的。

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。因此，真空电弧重熔法的实质就是借助于直流电弧的热能把已知化学成分的金属自耗电极在真空下进行重新熔炼并在水冷铜结晶器内凝固成锭以提高其质量的熔炼过程。

在真空电弧重熔过程中，金属的熔化和凝固过程同时进行，由子在水冷铜结晶器内存在大的温度梯度，在这种条件下凝固会形成粗大晶体。而在真空凝壳炉熔炼中，金属的熔化和浇注完全分开进行，由于金属液面没有电极的阳极辉点，热场相对均匀，加之熔池发生搅动，促使铸件凝固时长大的晶体前沿形成过冷金属液，在该处出现补充的结晶中心，从而可以获得细晶组织，这是真空凝壳炉较真空电弧炉熔炼的又一优点。真空凝壳炉熔炼的铸件具有较高的机械性能。例如一般真空电弧炉熔炼的MT(Mo 0.5%Ti)合金的延伸率占为1%-2%,而用真空凝壳炉熔炼的同一合金的占为3%~5% 。