百科|等離子感應爐

2021-02-24 不鏽鋼及特種合金聯盟

等離子感應爐示意圖

1—窺視孔;2—加料器;3—渣液;4—金屬液;5—感應器

表1 0.5t和2t PIF的主要參數

公稱容量/t0.52.0感應電源60Hz,200kW150Hz,600kW等離子槍200kW(2000A)400kW(3000A)感應攪拌
50Hz,200kW公稱容量/t0.52.0熔化能力/kg·爐-1350~6001600~2600熔化時間/min150~240150~210精煉時間/min40~6060~90單位電耗/kWh·t-11000~1600900~1300氬氣消耗/Nm3·t-135~4525~35熔煉成本①9559

①以真空感應爐為100計算。

冶金特點 由於在感應爐上附加了等離子熱源,從而提高了爐子的熔化率和熱效率,並有效地解決了感應爐造渣精煉的困難,加上採用氬氣,造成了一種既有強烈的電磁攪拌和惰性或可控氣氛,又有高度活潑的熔渣等有利的冶金條件,保證了熔鍊金屬的高質量。實踐表明:PIF可冶煉硫含量為0.005%的鋼水;不鏽鋼的碳含量可降至0.005%;鋼中氫含量可達(1.3~2.2)×10-6;氧含量最低可達11×10-6;夾雜物的含量與真空感應熔煉的水平相當。PIF可以代替由真空感應爐(VIF)生產的許多鋼種。現已生產的鋼種主要有超低碳不鏽鋼、高δ鐵素體不鏽鋼、電磁材料和非鐵合金等。

技術經濟評價 PIF屬於初煉爐可代替VIF。兩者相比,PIF對原材料的苛刻要求程度、熔渣精煉、脫硫、易揮發元素(例如Mn)的控制、金屬收得率等方面較VIF優越。但氣體的去除和微量有害雜質(Pb、Zn、Bi等)的蒸發的反應速度不如VIF。在設備上,VIF需要龐大的真空設備,而PIF則需要複雜和昂貴的整流設備和等離子發生器。表2比較了兩種爐子的優缺點。

表2 PIF和VIF的比較

項 目VIFFIF電 源中頻或工頻
感應加熱直流等離子和中頻
或工頻感應加熱工作壓力10-3~10-2MPa0.1MPa設備複雜程度需真空系統等離子槍坩堝材料鎂砂鎂砂原材料形狀有限制形狀限制較小合金成分調整可能容易溫度控制容易非常容易熔渣精煉困難容易項 目VIFPIF能耗/kW·h·t-1800~1500900~1300鋼錠表面質量良好良好錳收得率低(蒸發大)高(98%~100%)鋁鈦收得率優良鋼中氣體含量很低低鋼中Pb、Zn、Bi含量很低低脫硫率/%30~5040~80成本(以VIF法為100)10059~95

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