اصول عملکرد و ویژگی های کوره قوس الکتریکی مصرفی خلاء (VAR)

اصول عملکرد و ویژگی‌های کوره‌های قوس الکتریکی مصرفی خلاء (VAR)

جهان’اولینکوره قوس الکتریکی مصرفی خلاء (VAR) در سال 1950 در ایالات متحده معرفی شد. این نوع کوره الکتریکی از انرژی قوس الکتریکی برای ذوب فلزات در محفظه خلاء استفاده می‌کند. این کوره عمدتاً برای ذوب فلزات واکنشی و نسوز مانند تیتانیوم، زیرکونیوم و مولیبدن و همچنین برای تولید فولادهای مقاوم در برابر حرارت، فولادهای زنگ‌نزن، فولادهای ابزار و فولادهای یاتاقان استفاده می‌شود. از زمان کاربرد اولیه آن در دهه 1950 برای ذوب مجدد سوپرآلیاژها، فرآیند VAR عملکرد برجسته‌ای را نشان داده و خود را به عنوان یک روش حیاتی برای ذوب مجدد آلیاژهای با دمای بالا و فولادهای ویژه تثبیت کرده است.

1. اصل عملکرد کوره VAR

در حین عملیات، قطرات مذاب در انتهای پایینی یک الکترود مصرفی تشکیل شده و به داخل حوضچه مذاب می‌ریزند. در طول این فرآیند تشکیل و انتقال قطرات، واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی خاصی رخ می‌دهد که امکان حذف ناخالصی‌های گازی خاصی را فراهم می‌کند. یک ویژگی کلیدی VAR این است که ذوب در داخل یک بوته مسی خنک‌شونده با آب (کریستالیزر) انجام می‌شود. این طراحی، آلودگی ناشی از فعل و انفعالات بین فلز مذاب و پوشش‌های نسوز را از بین می‌برد. همزمان، فلز مذاب تحت خنک‌سازی شدید با آب جامد می‌شود و در نتیجه یک شمش یکنواخت و متراکم و عاری از تخلخل انقباضی ایجاد می‌شود.

فرآیند VAR با استفاده از قوس جریان مستقیم (DC) که با ولتاژ پایین و جریان بالا کار می‌کند، انجام می‌شود. در ابتدا یک قوس بین نوک الکترود مصرفی و پایه بوته ایجاد می‌شود و یک ناحیه پلاسما قوس با دمای بالا بین الکترود و حوضچه مذاب ایجاد می‌کند. این گرمای شدید نوک الکترود را ذوب می‌کند. ناخالصی‌های غیرفلزی موجود در الکترود، مانند اکسیدها و نیتریدها، تحت تأثیر ترکیبی خلاء و دمای بالا تجزیه یا کاهش می‌یابند و به تصفیه بیشتر دست می‌یابند.

از آنجایی که فرآیند VAR به طور موثر گازها، ناخالصی‌های غیرفلزی و برخی از ناخالصی‌های مضر با نقطه ذوب پایین را حذف می‌کند، مواد حاصل، قابلیت کار گرم و سرد، شکل‌پذیری، خواص مکانیکی و ویژگی‌های فیزیکی را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشند. قابل توجه است که ناهمسانگردی (تفاوت بین خواص طولی و عرضی) کاهش می‌یابد که برای اطمینان از پایداری، سازگاری و قابلیت اطمینان عملکرد مواد بسیار مهم است.

2. ویژگی‌های کلیدی فرآیند VAR

به طور خلاصه، کوره قوس الکتریکی مصرفی خلاء مزایای زیر را ارائه می‌دهد:

(1) ذوب با خلوص بالا: این فرآیند تحت خلاء و بدون سرباره یا مواد خارجی بین الکترود و شمش جامد شونده انجام می‌شود و از آلودگی در حین ذوب مجدد جلوگیری می‌کند.

(2) گاززدایی موثر: فلز مذاب مستقیماً در معرض خلاء قرار می‌گیرد و امکان حذف عالی گازهایی مانند هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن را فراهم می‌کند.

(3) کنترل ناخالصی‌ها: ناخالصی‌های غیرفلزی، به دلیل چگالی کمتر، تمایل به شناور شدن به بالای حوضچه مذاب دارند و به ساختار داخلی بسیار خالص شمش کمک می‌کنند.

(4) انجماد سریع: استفاده از بوته مسی خنک‌شونده با آب، نرخ‌های خنک‌سازی بسیار سریع را تضمین می‌کند و منجر به ساختار شمش یکنواخت با حداقل جداسازی می‌شود.

(5) انعطاف‌پذیری آلیاژسازی: محیط خلاء امکان افزودن مقادیر قابل توجهی از عناصر آلیاژی را فراهم می‌کند و تولید فولادهای آلیاژی با درجه بالا را تسهیل می‌کند.

(6) افزایش بهره‌وری: زمان‌های ضربه کوتاه به بهره‌وری بالاتر تجهیزات و کاهش هزینه‌های تولید کمک می‌کند.

در حال حاضر، کوره‌های VAR با ظرفیت‌های 15 تا 200 تن در دسترس هستند. فرآیندهایی مانند گرم کردن، گاززدایی و تنظیم آلیاژ به طور مداوم تحت خلاء انجام می‌شوند. طراحی کاملاً محصور، که اغلب با پمپ‌های خلاء اژکتور بخار همراه است، یک عملیات ذوب تمیز را بدون آلودگی محیط زیست فراهم می‌کند. 

ما یک تولید کننده حرفه‌ای کوره الکتریکی هستیم. برای سوالات بیشتر، یا اگر به کوره‌های قوس زیر پودری، کوره‌های قوس الکتریکی، کوره‌های تصفیه پاتیل یا سایر تجهیزات ذوب نیاز دارید، لطفاً دریغ نکنید با ما در تماس باشید  Susan@aeaxa.com