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等离子技术在冶炼和铸造生产中的应用(上)

作者:YWYF 发布时间:2020-09-12 09:03

电弧等离子体以辐射、电弧黑点和热对流三种方式导热极大地扩展了受热面积提高了导热效率。燃烧电弧主要依靠辐射和电弧黑点传热把热量通报给被加热体。电弧黑点直接落在被加热体例如金属熔池上。

等离子体是一种非平衡态不停发生着电离与复合的历程。电子脱离气体原子或分子形成带电粒子(电子和阳离子)然后又中和。有些气体分子不停离解为原子然后又复合。这些历程都孕育和释放着庞大的能量这些能量的载体就是受引发的气体粒子。携带过剩能量的气体粒子会不停地与中性或较弱的气体粒子甚至金属粒子碰撞举行能量通报。释放了过剩能量之后又返回平衡态并有可能再次被碰撞重新被引发。这是等离子体内的常态。

等离子冶炼技术起源于20世纪60年月主要推动力是航空航天、核能等国防工业对尖端金属质料的需求。

现在科学家们已经建设了完善的等离子冶炼理论解决了一系列涉及工业推广应用的实践问题。苏联曾用等离子冶炼技术炼制了40余个牌号的钢材。在金属的纯洁度、夹杂漫衍、晶体组织结构等方面等离子技术与电渣重熔、激光和电子束重熔、真空感应熔炼等技术平分秋色在一些领域甚至有奇特作用。

在真空冶金工艺装备中等离子冷床熔炼技术工艺在大型金属铸锭、板坯(如钛合金、特殊钢)等制备中作用尤为重要海内大型钢铁制造企业和科研单元引进了美国Retech公司和德国ALD公司的等离子冷床炉等离子枪的总功率已达3300MW最大钛锭凌驾7吨。

等离子冷床熔炼对于去除高、低密度夹杂物的效果显著但工艺开举事度大、生产成本高、稳定性差抑制了等离子冶炼技术的快速生长。此外大功率等离子枪对氦气的使用量大对气体提纯和接纳装置的建设又提出了新的要求。随着技术的生长等离子冶金技术再次回到人们的视野。

原文标题:等离子体技术在冶炼和铸造生产中的应用

1、对金属的氧化、还原及合金化作用

作者:В.А.ШАПОВАЛОВ1许小海2汪源2孙足来3宋青竹3李建军3

--未完待续----

2、提高传热方式及效率

于90年月陆续出书了20卷的《低温等离子体丛书》其中的第17卷和第20卷已由中国科学院力学所、等离子体所的邱励俭和陈明周两位专家学者翻译出书。

通例电弧炉重熔时会首先形成穿井其它炉料悬空。而等离子电弧加热时向被加热金属通报热量的方式有辐射、电弧黑点和强制热对流。很大一部门热能量是通过强制热对流通报的。热对流中的气体粒子携带有庞大能量同时具有气体流动和弥散特性可以到达直线辐射和电弧黑点不能到达的区域。这样可以极大扩展被加热面积有利于预热金属和形成熔池从而提高热传导的总体效率。


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