Princípio de funcionamento do desgaseamento a vácuo em fornos de arco elétrico a vácuo

AForno de arco elétrico a vácuoÉ um forno industrial que utiliza os princípios da fusão por arco de vácuo para refinar metais.de arco curto de baixa tensão para o seu processo de fusão.

Fundamentos da descarga de arco de vácuo

O forno de arco de vácuo funciona com base no princípio da descarga de arco de gás.resultando numa temperatura extremamente elevada na zona do arcoEsta grande densidade de corrente se origina da emissão termoiônica e da auto-emissão de elétrons.criando um forte campo elétrico que leva o cátodo a emitir eletrões automaticamenteEstes elétrons colidem com moléculas de gás entre os elétrodos, ionizando-os e gerando iões positivos adicionais e elétrons secundários.Estas partículas carregadas colidem com o cátodo e ânodoA temperatura do cátodo permanece mais baixa do que a do ânodo porque uma parte da energia é gasta na emissão de elétrons.a recombinação de alguns íons positivos e elétrons contribui para as altas temperaturas observadas.

Parâmetros operacionais da fusão por arco de vácuo

A fusão por arco de vácuo utiliza tipicamente uma tensão de arco que varia de 22 a 65 volts, com um comprimento de arco correspondente de 20 a 50 milímetros (este último aplicável a lingotes maiores).Esta operação de arco curto é característica dos fornos de arco elétrico a vácuo, assegurando processos de fusão eficientes e controlados.

Desenvolvimento histórico e aplicações industriais

Desde o experimento bem-sucedido de fundição de fio de platina em 1839, levou mais de um século para os pesquisadores começarem a explorar a fundição de metais refratários.Fornos de arco elétrico a vácuo foram introduzidos na produção industrialEm 1956, os Estados Unidos e vários países europeus ainda utilizavam fornos não descartáveis para a fusão de titânio.Em 1955, a produção de fornos descartáveis para a produção de açoPor volta de 1960, o peso dos lingotes de aço produzidos em fornos de consumo ultrapassou 30 toneladas, o que indica um avanço significativo no campo.Os fornos a vácuo fabricados pela Kangsai Company exemplificam esta trajetória de desenvolvimento., com fontes de alimentação principais partilhadas, sistemas de vácuo e sistemas de controlo automático entre dois fornos para melhorar a eficiência da produção e a utilização do equipamento.

Benefícios do tratamento térmico a vácuo

O tratamento térmico de peças de trabalho ou materiais num ambiente a vácuo oferece numerosas vantagens: prolonga a vida útil das ferramentas e moldes, evitando a oxidação e a descarbonização,com um acabamento de superfície brilhanteAlém disso, o tratamento térmico a vácuo pode alterar as propriedades mecânicas e metalúrgicas dos materiais,Melhorar o seu desempenho global.

Vantagens dos fornos de fusão a vácuo

Os fornos de fusão a vácuo são principalmente utilizados para fundir metais reativos e insolúveis, ligas duras, materiais magnéticos e aço inoxidável.Funcionamento em condições de baixa pressão (descompressão), estes fornos oferecem várias vantagens:

1. Eliminação de gases: Os ambientes de vácuo facilitam a remoção dos gases adsorvidos e promovem um encolhimento significativo durante as fases posteriores da fusão.
2. Purificação da impureza: O vácuo ajuda a eliminar impurezas como silício, alumínio, magnésio, cálcio e seus óxidos, purificando o material.
3. Melhoria da humidade: O vácuo melhora a umedecibilidade da fusão na fase líquida, ajudando no encolhimento durante o processo de fusão e refinando a estrutura da liga.
4. Ambiente inerte: Quando outros gases primários ou inertes não são adequados, ou quando os materiais são propensos a descarburizar e carburizar, um forno de fusão a vácuo fornece uma solução ideal.
5. Redução da poluiçãoA fusão a vácuo minimiza a contaminação do produto por componentes atmosféricos nocivos como água, oxigénio e nitrogénio.A obtenção de um ponto de orvalho de -40°C no hidrogénio eletrolítico é um desafio, ao passo que a fusão a vácuo a algumas centenas de Pa alcança este nível de pureza.

Em resumo, os fornos de arco elétrico a vácuo oferecem um meio sofisticado e eficiente de fundição de metais,Aproveitando os princípios de descarga de arco de vácuo para alcançar propriedades superiores de materiais e resultados de produção.

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