Princípios de funcionamento e características do forno de arco a vácuo (VAR)
O mundo- Não.S primeiroForno de arco a vácuo (VAR)Este tipo de forno elétrico utiliza energia de arco elétrico para derreter metais dentro de uma câmara de vácuo.É utilizado principalmente para a fusão de metais reativos e refratários como o titânioA sua aplicação inicial na década de 50 para a refusão de superligações, a partir de então, tem vindo a ser utilizada para a fabricação de metais pesados, como o zircônio e o molibdênio.O processo VAR demonstrou um desempenho excepcional, estabelecendo-se como um método crítico para a refusão de ligas de alta temperatura e aços especiais.
1Princípio de funcionamento do forno VAR
Durante a operação, formam-se gotículas fundidas na extremidade inferior de um elétrodo consumível e caem numa piscina fundida.ocorrem reações físicas e químicas específicasUma característica fundamental do VAR é que a fusão ocorre dentro de um cadinho de cobre resfriado a água (cristalizador).Este projeto elimina a contaminação que pode surgir de interações entre o metal fundido e revestimentos refratáriosSimultaneamente, o metal fundido solidifica-se sob intenso arrefecimento por água, resultando num lingote uniforme e denso, livre de porosidade de encolhimento.
O processo VAR é conduzido utilizando um arco de corrente contínua (DC) operando a baixa tensão e alta corrente.Um arco é inicialmente atingido entre a ponta do elétrodo consumível e a base do cadinho, criando uma zona de plasma de arco de alta temperatura entre o elétrodo e o reservatório fundido.como óxidos e nitritos, são dissociados ou reduzidos sob o efeito combinado do vácuo e da alta temperatura, alcançando uma purificação adicional.
Uma vez que o processo VAR elimina efetivamente gases, inclusões não metálicas e certas impurezas nocivas de baixo ponto de fusão,Os materiais resultantes apresentam uma melhoria significativa da produtividade a quente e a frio, a plasticidade, as propriedades mecânicas e as características físicas, em especial, a anisotropia (diferença entre propriedades longitudinais e transversais) é reduzida,que é crucial para garantir a estabilidade, consistência e fiabilidade do desempenho do material.
2Características fundamentais do processo VAR
Em resumo, o Forno de Arco a Vácuo Consumível oferece as seguintes vantagens:
(1) Fusão de alta pureza: O processo ocorre sob vácuo, sem escória ou materiais estranhos entre o elétrodo e o lingote de solidificação, evitando a contaminação durante a refusão.
(2) Desgaseamento eficaz: O metal fundido é exposto diretamente ao vácuo, permitindo uma excelente remoção de gases como hidrogênio, nitrogênio e oxigênio.
(3) Controle da inclusão: As inclusões não metálicas, devido à sua menor densidade, tendem a flutuar para a parte superior do reservatório fundido, contribuindo para uma estrutura interna de lingotes muito pura.
(4) Rápida solidificação: a utilização de um cadinho de cobre resfriado a água garante taxas de arrefecimento muito rápidas, resultando numa estrutura uniforme de lingotes com uma segregação mínima.
(5) Flexibilidade de ligação: O ambiente de vácuo permite a adição de quantidades significativas de elementos de ligação, facilitando a produção de aços ligados de alta qualidade.
(6) Melhoria da produtividade: os tempos de utilização mais curtos contribuem para uma maior produtividade dos equipamentos e para uma redução dos custos de produção.
Atualmente, os fornos VAR estão disponíveis com capacidades que variam de 15 a 200 toneladas.O desenho totalmente fechado, muitas vezes combinado com bombas de vácuo ejetor de vapor, proporciona uma operação de fusão limpa sem poluição ambiental.
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