Boogsmelten is een elektrothermische metallurgische methode waarbij elektrische energie wordt gebruikt om een boog te genereren tussen elektroden of tussen elektroden en het gesmolten materiaal om metalen te smelten. Vlambogen kunnen worden gegenereerd met behulp van gelijkstroom of wisselstroom. Bij gebruik van wisselstroom zal er onmiddellijk een nulspanning zijn tussen de twee elektroden. Bij vacuümsmelten is het, vanwege de lage gasdichtheid tussen de twee elektroden, gemakkelijk om de boog te laten doven. Daarom wordt DC-voeding over het algemeen gebruikt voor vacuümboogsmelten.
Volgens verschillende verwarmingsmethoden kan boogsmelten in twee categorieën worden verdeeld: direct smeltboogsmelten en indirect verwarmingsboogsmelten. De belangrijkste technische en economische indicatoren voor boogsmelten zijn onder meer de smelttijd, de hoeveelheid vast ovenmateriaal die per tijdseenheid wordt gesmolten (productiecapaciteit), het elektriciteitsverbruik per eenheid vast ovenmateriaal, vuurvaste materialen, het elektrodeverbruik, enz.
1. Direct smelten van de verwarmingsboog
De elektrische boog die wordt gegenereerd door het direct smelten van de verwarmingsboog bevindt zich tussen de elektrodestaaf en het gesmolten ovenmateriaal. Het ovenmateriaal wordt rechtstreeks verwarmd door de elektrische boog, die de warmtebron is voor het smelten. Er zijn twee hoofdtypen van boogsmelten met directe verwarming: de niet-vacuüm-smeltmethode met driefasige boogovens met directe verwarming en de smeltmethode met vacuümverbruikbare boogovens met directe verwarming.
(1) Driefasige boogsmeltmethode zonder vacuüm en directe verwarming. Dit is een veelgebruikte methode bij de staalproductie. De elektrische boogoven voor staalproductie is het belangrijkste type driefasige elektrische boogoven zonder vacuüm en directe verwarming. De vlamboogoven waar mensen gewoonlijk naar verwijzen, verwijst naar dit type oven. Om hooggelegeerd staal te verkrijgen, is het noodzakelijk om legeringscomponenten aan het staal toe te voegen, het koolstofgehalte en het andere legeringsgehalte van het staal aan te passen, schadelijke onzuiverheden zoals zwavel, fosfor, zuurstof, stikstof en niet-metalen insluitsels hieronder te verwijderen het opgegeven bereik van het product. Deze smelttaken zijn het gemakkelijkst uit te voeren in een vlamboogoven. De atmosfeer in de vlamboogoven kan zodanig worden geregeld dat deze zwak oxideert of zelfs reduceert door het maken van slak. De legeringssamenstelling in de vlamboogoven heeft minder verbrandingsverlies en het verwarmingsproces is relatief eenvoudig aan te passen. Hoewel boogsmelten een grote hoeveelheid elektrische energie vereist, wordt deze methode daarom nog steeds in de industrie gebruikt om verschillende hoogwaardige gelegeerde staalsoorten te smelten.
(2) Smeltmethode voor vacuümboogovens met directe verwarming. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het smelten van actieve metalen en metalen met een hoog smeltpunt, zoals titanium, zirkonium, wolfraam, molybdeen, tantaal, niobium en hun legeringen. Het wordt ook gebruikt voor het smelten van gelegeerde staalsoorten zoals hittebestendig staal, roestvrij staal, gereedschapsstaal en lagerstaal. Het metaal dat wordt gesmolten door een direct verwarmde vacuüm-verbruikbare boogoven heeft een afname van het gehalte aan gas en vluchtige onzuiverheden, en de staaf heeft over het algemeen geen centrale porositeit. De kristallisatie van de blokken is uniformer en de metaaleigenschappen zijn verbeterd. Het probleem met het smelten van vlamboogovens met directe verwarming is dat het moeilijk is om de samenstelling van metalen (legeringen) aan te passen. Hoewel de uitrustingskosten van de oven veel lager zijn dan die van de vacuüminductieoven, zijn ze hoger dan die van de elektrische slakkenoven, en zijn de smeltkosten ook veel hoger. Zelfconsumerende vacuümboogovens werden voor het eerst toegepast in de industriële productie in 1955, aanvankelijk voor het smelten van titanium, en later voor het smelten van andere metalen met een hoog smeltpunt, actieve metalen en gelegeerd staal.
2. Indirect smelten van de verwarmingsboog
De boog die wordt gegenereerd door het indirect smelten van de verwarmingsboog bevindt zich tussen twee grafietelektroden en het ovenmateriaal wordt indirect verwarmd door de boog. Deze smeltmethode wordt voornamelijk gebruikt voor het smelten van koper en koperlegeringen. Het indirecte smeltboogsmelten wordt geleidelijk vervangen door andere smeltmethoden vanwege het hoge geluidsniveau en de slechte metaalkwaliteit.
Posttijd: 25 januari 2024