真空感应炉
真空感应炉冶炼原理及工艺
2.3 罗茨泵
罗茨真空泵（简称罗茨泵）是一种旋转式变容真空泵。根据罗茨真空泵工作范围的 不同，又分为直排大气的低真空罗茨泵、中真空罗茨泵（又称机械增压泵）和高真空多 级罗茨泵。
图 5 罗茨真空泵结构示意图
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罗茨泵的结构如图 5 所示。在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一 对平行轴上，由传动比为 1 的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间， 转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无 内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除 取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空 度，可将罗茨泵串联使用。 实际设备中往往用多个泵的串联来组成真空泵组，获得真空室中符合要求的真空 度。
3.1 感应加热原理
感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极， 从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合 并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区， 合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是 渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于 渣钢界面冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。 （4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。 感应加热原理主要依据两则电学基本定律。一是法拉第电磁感应定律： E B L v sin (v B)
真空感应熔炼炉(VIM)的工作原理与结构简图
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟真空感应熔炼炉(VIM)的工作原理与结构简图世界上第一台真空感应炉是于1917 年在德国诞生的，用于熔炼飞机和火箭发动机的引擎。
真空感应熔炼炉是真空冶金领域中应用最广的设备之一。
事实证明：宇航、导弹、火箭、原子能设备和电子工业所需要的合金和特殊钢，占有相当比例的产品是采用真空感应熔炼炉生产出来的，例如，镍基、钴基、铁基高温合金采用真空感应熔炼炉工艺熔炼时，其热加工性能和机械性能明显提高。
像不锈钢、耐热钢、超高强度钢、工具钢、轴承钢，以及磁性材料、弹性合金、膨胀合金等几乎均采用真空感应熔炼炉来熔炼，以保证材料性能和质量。
此外，真空技术网(chvacuum/)认为随着二次重熔工艺的发展，真空感应熔炼炉的另一用途是为真空自耗电弧炉或电渣重熔炉提供高质量的自耗电极，以及生产母合金供精密铸造用。
众所周知，真空感应熔炼炉工艺，对金属的熔化、精炼和合金化的整个过程均是在真空状态下进行的，因而避免了相同气相的相互作用而污染。
其次，在真空条件下，碳具有很强的脱氧能力，其脱氧产物CO 不断被抽至系统之外，克服了采用金属脱氧剂脱氧的污染问题。
真空感应熔炼炉工艺可精确地控制合金的化学成分，对于含有和氧、氮亲和力强的活性元素Al、Ti、B、Zr 等，可控制在很少的范围内。
对低熔点易挥发的金属杂质，如Pb、Bi、Sn、Sb 等能蒸发去除，这对提高材料性能起到重要作用。
强烈的感应搅拌作用，能加速其反应速度，这对于熔池温度均匀、化学成分均匀等方面很有效果。
真空感应熔炼工艺之因此得到迅速发展是和航空航天工业所需高温合金材料有密切关系，如宇航、导弹、火箭、原子能等设备所需的高温合金。
在未采用真空熔炼方法生产的高温合金，其最高工作温度通常只有750-810 ℃；而。
真空感应熔炼炉操作规程
真空感应熔炼炉操作规程一、操作前准备1.检查设备的各项安全阀和报警器的功能是否正常。
2.检查设备的电气连接是否牢固，并确保电气元件无异常。
3.检查真空系统的各项阀门和管道连接是否完好，确保无漏气现象。
4.检查冷却系统的水源供应是否通畅，并调整水流量到适当水平。
5.检查熔炼料的准备情况，确保熔炼料的质量符合要求。
二、开机操作1.按照设备说明书启动熔炼炉，确保设备各部分正常工作。
2.启动真空系统，并设置所需的真空度。
3.打开冷却水系统，并调整水流量到合适的级别。
4.检查温度控制仪表的功能是否正常，并设置熔炼炉的工作温度。
三、装料操作1.将熔炼料放置在合适的熔炼容器中，并进行称重并记录。
2.将熔炼容器放置在炉体中心位置，并确保其稳固。
3.关闭炉门，并使用密封装置将其封闭。
四、真空操作1.等待炉体升温到熔炼温度，然后开始抽真空。
2.逐渐减小真空度，注意不要太快，以免引起熔炉破裂。
3.定期检查真空度，并根据需要补充抽真空。
五、熔炼操作1.根据熔化温度和熔化时间的要求，打开加热系统，开始熔炼。
2.定期检查炉内温度，确保其在合适的范围内。
3.监测熔炼过程中的压力和真空度，并根据需要进行调整。
4.根据熔炼料的要求，可以添加适量的炉内保护气体。
六、熔炼结束操作1.按照设备规定的熔炼时间，关闭加热系统。
2.关闭真空系统，并逐渐恢复环境压力。
3.停止冷却水的供应，并等待炉体冷却到安全温度。
4.打开炉门，取出熔炼好的金属坯料，并进行处理、冷却和质量检验。
七、日常维护1.定期进行熔炼炉的清洁和维护，清除灰尘和金属残留物。
2.检查设备的密封性能和传感器的工作状态，确保其正常运行。
3.检查冷却系统的水源供应和水质，确保其满足要求。
4.定期校准温度、压力和真空度传感器，并记录校准结果。
以上是真空感应熔炼炉的操作规程，为了保证操作的安全和有效性，操作人员应严格按照规程进行操作，并定期对设备进行维护和检修，以确保设备的长期稳定运行和产品的质量。
真空感应炉原理
真空感应炉原理
真空感应炉是一种利用感应加热原理，在真空环境下进行材料加热和熔化的设备。
其工作原理如下：
1. 真空环境：真空感应炉在加热过程中采用真空环境，主要是为了消除氧气和其他气体对材料的氧化和污染，同时也提高了加热效率和材料的熔化温度。
2. 感应加热：真空感应炉利用电磁感应原理进行加热。
它通过将高频电流通入线圈中，产生一个强大的交变磁场。
当感应炉中放置有导电材料时，材料内部会产生涡流。
由于材料的电阻，涡流会产生热量，使材料加热。
3. 感应线圈：感应炉中的感应线圈通常由铜制成，其形状可以是螺旋状或环形。
感应线圈中通入高频电流，产生的交变磁场穿过感应线圈和材料，导致材料加热。
4. 材料加热：当材料处于感应炉中时，感应线圈中的交变磁场会穿过材料，产生涡流。
涡流通过材料的电阻产生热量，使材料加热。
由于真空环境中没有传热介质，材料的加热效率较高，热量能够均匀分布在整个材料中。
5. 熔化和炼化：通过控制感应炉中的加热温度和时间，可以使材料达到熔化点并保持在一定温度下进行炼化。
真空环境下的加热可以更好地控制材料的熔化和炼化过程，提高产品质量。
真空感应炉广泛应用于金属材料的熔炼、铸造和热处理过程中。
其具有加热速度快、温度均匀性好、能耗低、环境污染小等优点。
同时，通过调整感应炉中的加热参数，可以实现对不同材料的加热和熔化，满足不同工艺要求。
真空感应熔炼炉操作规程
真空感应熔炼炉操作规程一、熔炼设备准备1.确保熔炼炉周围环境安全，并保持通风良好。
2.根据熔炼任务的要求，选择合适的炉体、保护气体和适用的感应线圈。
3.检查熔炼炉的外观，确保炉体无损坏和异物。
4.检查炉体的感应线圈是否正常，如有损坏应及时更换。
5.检查熔炼炉的真空系统，确保真空度正常。
二、装料与真空炉内操作1.根据熔炼任务的要求，选择和清洗合适的熔炼料，并按照规定的比例装入炉体。
2.确保金属料已经干燥，避免水分进入炉体影响熔炼。
3.将装好料的容器小心地放入熔炼炉内，确保安全和稳定。
4.关闭炉门并启动真空泵，将炉体的真空度降至要求的范围。
5.观察真空度显示器，确保真空度稳定在规定范围内。
6.启动感应电源，将感应线圈激活，并根据熔炼任务的需求选择合适的加热方式（感应加热、感应加热联用辅助电阻加热等）。
7.根据熔炼任务要求，控制炉体的升温速度和最高温度，保证熔炼的均匀性和高效性。
8.定期观察炉体内的熔池情况，确保熔体的溶解状态。
三、炉体退火与真空松退1.完成熔炼任务后，根据需要进行退火处理。
设置适当的温度，保持一定时间，使金属材料达到所需的晶粒度和硬度。
2.熔炼完成后，关闭加热电源和感应电源，并断开电源连接。
3.断开真空泵连接，开启松退阀门，将炉体内的真空度逐渐增加至大气压。
4.打开炉门，取出熔炼好的金属料，并小心避免受伤，避免触碰炉体和感应线圈。
四、设备维护与安全操作1.每次使用后，及时将炉体进行清洁，保持炉体内外的整洁，并检查是否有损坏。
2.定期检查和更换感应线圈，确保其工作正常。
3.定期对真空泵和真空系统进行维护和保养，确保其正常运行。
4.使用过程中注意安全操作，如佩戴防护手套、眼镜等个人防护用品，防范烫伤和物体击打伤害。
5.严禁一人单独操作设备，必须有专人监控设备运行和熔炼过程中的变化。
6.在设备故障或异常情况下，应立即停止操作，检查并修复问题后方可继续使用。
通过遵守以上的操作规程，能够确保真空感应熔炼炉的正常运行，提高熔炼效率，保证操作人员的安全。
3.真空感应炉熔炼-西安建筑科技大学
3[Ca]+2[P]=Ca 3P2
参与反应的钙可以 是金属钙也可以是 钙的合金（硅钙合 金）或钙的化合物 （CaC2)
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3.6 新技术在感应炉冶炼中的应用
反应产物Ca3P2不溶于钢液，在炼钢温度下会以液态上浮而进入 渣中，在炼钢条件下不稳定，是一种强的还原剂，当炉内气氛氧 势偏高和渣中存在易还原的氧化物时，会发生如下反应：
镁特定的物化性质决定着，在镁的加入操作中，镁的加入 方式回收率的控制都是难以完善解决的工艺问题，使用镁合金 如：Ni-Mg、Ni-Mg-Me以降低镁的蒸汽压，提高熔点和沸点。 镁处理的操作过程为： 精炼期结束后，若要求添加B、Ce,在B、Ce加入后，调节 熔池温度，使温度低于出钢温度20℃; 真空室内充高纯氩气至13-27kPa; 镁以块状的含镁中间合金加入金属熔池; 镁加入后立即大功率搅拌，时间不宜过长，为减少镁的 损失，加镁后，通常1-5min内出钢;
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3.3真空感应炉冶炼工艺过程
3.3.4 出钢和浇注
合金化结束后，坩埚中的金属液达到预定的成分 和温度，真空度也符合要求，则可出钢； 采用真空浇注，小型炉用上注，大型炉也可以下 注。
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3.4元素的挥发与控制
所有金属都存在一个平衡的蒸汽压pi*,它取决于该金属的物 性、气态的存在形式（单原子、双原子还是多原子组成气态分 子）以及温度。i物质的蒸汽压pi*，与温度的关系式为：
40CrNiMo(SAE4340)，(C：0.42%；Mn：0.76%；Cr：0.77%；
Ni：1.67%；Mo：0.20%)
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3.1.3 真空感应炉熔炼的特点
不同熔炼方法生产的钢与合金中夹杂物含量
钢与合金
Cr20 Cr16Ni25W5AlTi2 氧化物夹杂/%
真空感应熔炼炉
真空感应熔炼炉
型号：zgjl0.025-100-2.5b主要功能：主要技术参数：容量（以钢计）：25kg最高熔炼温度：1600℃额定中频功率：100kw额定中频频率：2500hz中频电压：750v－极限真空度：6.67×103pa压升率：6.5pa/h冷却水压力：0.3mpa冷却水耗量：6m3/h
注意事项：注意事项：
1、所有操作方式都必须细心、慎重，一定必须特别注意人身安全，并且还要特别注意设备的维护；
2、真空部分的操作方式一定按照操作规程展开，否则难损毁真空泵体，导致重大事故，危害自身生命及设备安全；
3、选矿部分的操作方式一定必须特别注意绝缘维护，靠近难窒息的地方，比如说电极铜板，转动电极铜导线，电源箱体部分等；
4、在选矿过程中要特别注意眼睛的维护，温度过低时一定监工上观测孔的挡板，必要时必须带墨镜等保护装置；
5、选矿过程中室内必须维持通风的环境，机械泵的出来气管路一定必须通至窗外；
6、选矿过程中要维持地板潮湿，无法存有明水；
7、在所有选矿操作方式中都必须特别注意循环水与否正常；
8、在所有选矿操作方式全部顺利完成后，冷却水还要通在一段时间，一般来讲时两个小时左右；10、真空炉内如果长时间不冲洗难导致脏东西的累积、水蒸汽的溶解，因此应当不定期清扫真空炉。
冲洗真空炉过程中一定注意安全如果用酒精、丙酮等易燃品冲洗的！！！！！！时候，身体必须靠近炉的上方；11、在试验过程中，必须准备工作一盆砂土随时水泵；12、所有操作过程中要穿着工作服，拎手套，必要时带口罩。
保护措施必须全面，一定不要掉以轻心工作原理图：。
真空感应炉熔炼工艺
真空感应炉熔炼工艺真空感应熔炼VIM是在真空条件下,利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的方法,具有熔炼室体积小,抽真空时间和熔炼周期短,便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分等特点;由于以上特点,现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要工序之一;1、基本原理：真空感应熔炼的两个基本原理应用是：感应加热和真空环境;感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法;与电弧炉相比,其特点有：1电磁感应加热;由于加热方式不同,感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极,从而杜绝了电极增碳的可能,因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金;2熔池中存在一定强度的电磁搅拌,可促进钢水成分和温度均匀,钢中夹杂合并、长大和上浮;3熔池比表面积小;优点是熔炼过程中容易控制气氛,无电弧及电弧下高温区,合金元素烧损少、吸气少,所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是渣钢界面面积小,再加上熔渣不能被感应加热,渣温低,流动性差,反应力低,不利于渣钢界面冶金反应的进行,特别是脱硫、脱磷等,因而对原材料要求较为严格;4烟尘少对环境污染小;熔炼过程中基本无火焰,也无燃烧产物;感应加热的原理：感应加热原理主要依据两则电学基本定律：一是法拉第电磁感应定律：E=B·L·v·sin∠v·BE:导体两端所感应的电势；B:磁感应强度；v:相对速度；∠v·B:磁感应强度的方向与速度方向之间的夹角;当一座无芯感应炉的感应线圈中通有频率为f的交变电流时,则在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场,该交变磁场的极性、磁感应强度与交变频率随着产生该交变磁场的交变电流而变化;若感应线圈内砌有坩埚并装满金属炉料,则交变磁场的一部分磁力线将穿过金属炉料,磁力线的交变就相当于金属炉料与磁力线之间产生了切割磁力线的相对运动;因此,在金属炉料中将产生感应电动势E,其大小通常以下式确定：E=Ф·f·nФ:感应线圈中交变磁场的磁通量,Wb；f:交变电流的频率,Hz；n:炉料所形成回路的匝数,通常n=1;二是焦耳-楞茨定律：又称为电流热效应原理;当电流在导体内流动时,定向流动的电子要克服各种阻力,这种阻力用导体的电阻来描述,电流克服电阻所消耗的能量将以热能的形式放出;这就是电流的热效应：Q=I2RtQ: 焦耳-楞茨热,J；I:电流强度,A；R:导体电阻,Ω；t:导体通电时间,s;当感应炉通以交流电后,在感应线圈内坩埚里的金属炉料由一法拉第电磁感应定律产生感应电动势,由于金属炉料本身形成一闭合回路,所以在金属炉料中产生感应电流：I=Ф·f/R,R:金属炉料的有效电阻,Ω;该感应电流又依照二焦耳-楞茨定律在炉料中放出热量,使炉料被加热;真空冶金的原理：影响一个化学反应的外部因素主要是：温度、浓度和压力;真空冶金就是通过改变外界压力对冶金过程中诸多化学反应中有气相参加的反应产生影响,当反应生成物中的气体摩尔数大于反应物中的气体摩尔数,减小系统的压力即增加真空度则可以使平衡反应向着增加气态物质的方向移动,促使反应进行的更完全;以下几类反应器中发生的反应属于此类：真空下的碳脱氧反应：〔C〕+〔O〕→CO↑真空下的脱气反应： 2〔H〕→H2↑2〔N〕→N2↑金属中元素的挥发：〔Me〕→Me↑1 在真空环境下,碳的行为很有意思;在常压下,碳的脱氧能力较弱,因此常用金属脱氧剂如硅、铝等来进行沉淀脱氧,但硅、铝脱氧后形成的氧化物夹杂会部分残留在钢中,降低钢的纯洁度;在一般条件下,当钢中〔C〕=%,与之平衡的〔O〕=%,当钢中〔C〕降低时,与之平衡的〔O〕还要升高,而现今有些特殊用途的钢和合金中的氧含量要求又远低于%,因而在一般条件下仅用碳来脱氧是达不到脱氧要求的;碳氧反应的平衡常数为：K=P CO/a c ·a O= P CO/〔%C〕·f C·〔%O〕·f O即：〔%C〕·〔%O〕= P CO/K由于K值在某一温度下是一常数,当将炉内CO不断抽走,即降低炉内的P CO,〔%C〕·〔%O〕的数值也会同时降低,即在真空条件下,碳氧反应会进行的更完全;当气相压力降至时,碳的脱氧能力可超过硅；若气相压力降至时,碳的脱氧能力可超过铝;但碳的脱氧能力并不会随着真空度的提高而无限制的提高,因为只有液气分界面的碳氧反应仅只遵循上述热力学原理,金属液体内部的碳氧反应不仅遵循上述热力学原理,还要受到动力学条件的约束;金属液体内部如果要形成CO气泡,那么CO的生成压必须大于炉气压力、气泡产生处金属液柱的静压力和表面张力造成的压力之和;因而仅减小炉气压力即增加真空度是不够的,此时限制碳脱氧的主要因素是表面张力和静压力;此原理不仅能降低溶解于金属中的氧,还能还原金属夹杂中的氧,如: MnO+〔C〕→〔Mn〕+CO↑SiO2+2〔C〕→〔Si〕+2CO↑Al2O3+3〔C〕→2〔Al〕+3CO↑同时,真空下碳这一特性也会作用于坩埚耐火材料;在真空熔炼的精炼期,此时熔池处于高温、高真空下,炉衬中的氧化物及杂质会分解并与碳发生还原反应;因而坩埚材料的选择很重要;由于以上过程的存在,反过来也会消耗〔C〕,降低钢中〔C〕;2真空下的脱气：金属中的气体是指溶解在其中的氢和氮而言;氢和氮在空气中以分子状态存在,在金属中则以单原子或离子状态存在,这种双原子气体在金属中的溶解度与气体分压力的平方根成正比;〔%H〕=K H√P H2〔%N〕=K N√P N23真空下杂质及合金元素的挥发：在真空条件下,金属中某些蒸气压较高的元素,当熔室内压力降低至低于其蒸气压力时,这些元素就会从液态金属中挥发出来;因而应合理制定工艺制度,促进杂质的挥发、减少有用元素的挥发;500kg真空感应炉1、真空系统2、加料系统3、感应线圈4、坩埚5、电源6、锭模车2、真空感应炉熔炼的工艺过程：就是结合真空冶金与感应熔炼的特点制定合理有效的工艺;其整个周期可分为以下几个主要阶段,即装料、熔化、精炼、浇注;（1）装料：真空感应炉所用炉料一般都是经过表面除锈和油污后的高纯原料,有的合金元素还以纯金属形式加入;严禁采用潮湿的炉料,以免带入气体和在熔炼时产生喷溅;装料时,应做到上松下紧,以防熔化过程中上部炉料因卡住或焊接而出现“架桥”；在装大料前,应先在炉底铺垫一层细小的轻料；高熔点不易氧化的炉料应装在坩埚的中、下部高温区；易氧化的炉料应在金属液脱氧良好的条件下加入；易挥发的元素加入时,熔炼室应先充以惰性气体Ar为好;（2）熔化期：装料完毕后,应开始抽真空;当真空室压强达到时,便可送电加热炉料;熔化初期,由于感应电流的集肤效应,炉料逐层熔化;这种逐层熔化非常有利于去气和去除非金属夹杂,所以熔化期要保持较高真空度和缓慢的熔化速度;所以开始熔化时不要求输入最大的功率,而是根据金属炉料的不同特点,逐级增加输入功率,使炉料以适当的速度熔化;若熔化过快,则气体有可能从金属液中急剧析出,这将会引起熔池的剧烈沸腾,甚至产生喷溅;如果发生喷溅,可采取降低熔化速度减小输入功率或适当提高熔炼室压力关闭真空阀门或充入一定量的惰性气体的方法加以控制;若采用两次加料熔化时,第二次炉料应在坩埚炉料熔化70%~80%时加入,并等到补加料开始发红后再提高输入功率,以免冷料突然加入而放出大量气体产生喷溅;当金属全部熔化,熔池表面无气泡逸出时,熔炼进入精炼期;（3）精炼期：精炼期的主要任务是：脱氧、去气、去除挥发性夹杂、调整温度、调整成分;为完成上述任务必须控制好精炼温度、真空度和真空下保持时间等工艺参数;a、精炼温度：温度升高有利于碳氧反应的进行、夹杂的分解挥发；但温度过高会加剧坩埚与金属间的反应、增加合金元素的挥发损失,所以通常合金钢的精炼温度控制在所炼金属的熔点以上100℃;b、真空度：真空度提高将促进碳氧反应,随着CO气泡的上浮排出,有利于〔H〕和〔N〕的析出、非金属夹杂的上浮、氮化物的分解、微量有害元素的挥发;但过高的真空度会加剧坩埚与金属间的反应、增加合金元素的挥发损失,所以对于大型真空感应炉,精炼期的真空度通常控制在15~150Pa；小型炉则控制在~1Pa;c、真空下保持时间：金属液内氧含量是先降后升的,所以当氧含量达到最低值的时间就是精炼时间,500kg的炉子精炼时间为50~70min;炉料熔清后,应立即加入适量的块状石墨或其他高碳材料进行碳氧反应;精炼后期,充分脱氧、去气、挥发夹杂物时,加入活泼金属和微量添加元素,调整成分,加入顺序一般为Al、Ti、Zr、B、Re、Mg、Ca,应做到均匀、缓慢,以免产生喷溅,加入后用大功率搅拌1~2min,以加速合金的熔化和分布均匀,由于Mn的挥发性较强,一般在出钢前3~5min加入;4浇注：合金化后,温度成分合格后即可出钢浇注;浇注时采用保温帽或绝热板;对于成分复杂的高温合金,浇注后可在真空下冷却;3、结语：真空感应熔炼作为制造高温合金、精密合金、特殊功能材料等的重要工序之一,其作用将越来越重要、应用将越来越广泛;。
真空感应熔炼炉原理
真空感应熔炼炉原理
真空感应熔炼炉是一种利用感应加热和真空环境进行金属熔炼和精炼的设备。
其原理可以归纳如下：
1. 感应加热原理：感应加热是利用变化磁场在金属导体中产生涡流并产生热量的过程。
当通电线圈中通过交流电时，会产生变化的磁场，这个磁场会穿透到工作线圈中的金属导体。
金属导体由于交变磁场的作用，导致其内部产生涡流。
涡流通过电阻热效应产生热量，使金属导体迅速升温。
2. 真空环境：真空状况下，可以有效地减少氧气、水蒸气等气体对金属的污染和氧化。
同时，真空环境可以避免金属表面的气体泡沫和熔渣的形成，提高金属的纯度和质量。
真空感应熔炼炉的工作过程如下：
1. 在感应熔炼炉中，先将金属材料放入感应线圈中，在外部供电的作用下，感应线圈中产生变化的磁场。
2. 由于金属导体的存在，感应线圈中的变化磁场会产生涡流，并在金属导体内部产生热量。
3. 金属材料在涡流的作用下，迅速升温，最终达到熔点，开始熔化。
4. 在金属熔化的同时，真空泵将炉腔中的气体抽除，使腔内形成高真空环境。
5. 在高真空环境下进行熔炼和精炼过程，可以避免污染、氧化以及气泡和熔渣的形成，提高金属的纯度和质量。
6. 当金属熔化、纯化达到要求后，通过倾炉或其他方式，将熔融金属倒出。
通过上述原理和工作过程，真空感应熔炼炉可以实现对金属材料的高温融化和精炼，具有较高的熔炼效率和精度。
同时，利用真空环境可以提高金属材料的纯度和质量，适用于各种金属的熔炼和冶炼工艺。
定向凝固炉分类
定向凝固炉分类
定向凝固炉是一种在真空或保护气氛条件下，利用中频感应加热原理烧结高熔点金属、硬质合金、碳化硅陶瓷等材料的新型真空炉。
它也可用于对一些金属进行退火及光亮、除气处理。
根据用途和特点，定向凝固炉可以分为以下几类：
1. 真空感应炉：这种炉子主要用于在真空或保护气氛条件下烧结高熔点金属、硬质合金、碳化硅陶瓷等材料。
它采用中频电源加热，加热组件由感应线圈、石墨加热。
2. 改进型真空定向凝固炉：这种炉子在真空或惰性气体保护下，利用中频感应加热原理对高温合金母料进行真空熔化。
然后将熔融的材料倒入特定形状的坩埚内，通过石墨电阻炉加热、保温、控温。
使坩埚缓慢下降，通过一个温度梯度较大的区域，让结晶从坩埚底部开始，逐渐向上推移，进行晶体生长。
此外，根据结构和用途，定向凝固炉还可以分为其他类型，例如用于生产单晶或多晶硅的炉子、用于烧结陶瓷或玻璃的炉子等。
不同类型和用途的定向凝固炉具有不同的工艺参数和技术要求，因此在选择和使用定向凝固炉时需要根据具体情况进行选择和调整。
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康萨克用称重装置控制真空感应炉的熔化率的原理
康萨克用称重装置控制真空感应炉的熔化率的原理康萨克（Consarc）是一家专业提供高温熔炼和热处理解决方案的公司，其产品包括真空感应炉。
在真空感应炉中，称重装置通常用于控制熔炼过程中材料的熔化率。
以下是一般的工作原理：
1.称重装置：
•真空感应炉内的称重装置用于测量炉内的材料重量。
这通常是通过在炉底或其他适当位置安装一种称重传感器或负载细胞
来实现的。
2.熔炼过程：
•在真空感应炉中，熔炼过程通常涉及将金属或其他材料放置在感应线圈中，并在真空环境中通过感应加热将其熔化。
3.称重反馈：
•称重装置通过监测炉内的材料重量，并实时反馈这些数据给控制系统。
这个反馈可以用于调整加热功率、保持适当的熔炼
速率以及确保炉内材料的稳定状态。
4.控制系统：
•真空感应炉的控制系统通常包括一个专门的计算机或控制单元，它通过接收来自称重装置的数据来调整和控制炉内的参
数。
这些参数可能包括加热功率、感应频率等。
5.熔化率控制：
•通过实时监测炉内的材料重量，控制系统可以计算出熔化率。
基于熔化率的实时数据，控制系统可以调整加热功率，确保
炉内材料以期望的速率熔化。
通过这种方式，称重装置允许在真空感应炉中实时监测和调整熔炼过程，以确保炉内材料以稳定的速率熔化，从而实现更加精准和可控的熔炼过程。
这对于高温熔炼和热处理等应用非常重要，因为它确保了材料的一致性和质量。
真空感应炉炼炉操作规程
真空感应炉炼炉操作规程一、前期准备工作1. 确保操作人员具备相关的安全技能和知识，并穿戴符合要求的个人防护装备。
2. 对真空感应炉炼炉进行检查，确保设备完好无损，没有泄漏或其他安全隐患。
3. 准备所需的原料和辅助材料，并按照规定的比例进行配料。
二、操作步骤1. 打开炉门，将原料和辅助材料放入炉腔中，并根据配料比例进行混合。
2. 关闭炉门，并确保炉门密封良好。
3. 打开真空泵，开始抽真空。
根据设备规定的真空度要求，控制真空泵的抽气速度。
4. 当达到设定的真空度后，关闭真空泵，并开始加热。
5. 根据炉温曲线设定加热温度和时间，控制加热功率和加热速率，确保原料充分熔化。
6. 在熔化过程中，可以根据需要调整加热功率和加热时间，以达到所需的炉内温度。
7. 当熔化完成后，可以根据需要进行温度保持或冷却处理。
8. 打开炉门，将炉内的炼炉渣等废料清理出去，并及时进行处理。
9. 关闭炉门，并进行炉腔的清洁和维护。
三、安全注意事项1. 操作人员应严格按照操作规程进行操作，不得擅自更改操作步骤或参数。
2. 在操作过程中，要注意观察炉内温度和真空度的变化，一旦发现异常情况，应及时采取措施进行处理。
3. 在加热过程中，应避免过高的温度和加热速率，以免引起设备损坏或安全事故。
4. 在炉门打开时，要注意防止热风和烟尘对操作人员和周围环境造成伤害。
5. 在清理废料时，要注意避免直接接触高温物体，以免烫伤。
四、设备维护1. 定期对真空感应炉炼炉进行检查和维护，确保设备的正常运行和安全性能。
2. 定期更换炉腔密封件，以保证炉内真空度的稳定。
3. 定期清洁炉腔和加热元件，以保持设备的清洁和加热效果。
4. 遇到设备故障或异常情况时，应及时停机检修，并记录故障原因和处理过程。
通过以上操作规程的执行，可以确保真空感应炉炼炉的安全运行和生产效果。
操作人员应严格按照规程进行操作，做好设备的维护和保养工作，以提高设备的使用寿命和工作效率。
在操作过程中要注意安全事项，防止发生事故和伤害。
ZG-0.01真空感应熔炼炉使用说明书(正)
1 用途10kg真空感应电炉是在真空条件下利用中频感应加热原理进行熔炼金属的现代化设备。
由于它能严格控制温度和合金成份，并具有电磁搅拌和高真空脱气的能力，因此广泛用于冶金生产厂和有关材料研究部门的使用。
作为镍基、铁基、钴基及其它高级精密合金或高纯度金属，在高真空条件下或在充保护气氛情况下进行的熔炼和浇铸等。
如果选用石墨坩埚或者用石墨掺耐火粘土的坩埚，便可以通过间接加热的方法熔化低电阻的金属及其合金，例如：金、银、铜、铝、青铜等。
电炉型号：ＺＧ－0.01Ｌ表示真空表示立式表示感应加热表示额定容量2 技术参数（以下参数为标准参数，如用户有特殊要求，另签技术协议）名称单位设备总功率(kW) 50电源电压(V) 380 (三相)电源频率(Hz) 50额定容量(t) 0.01中频额定功率(kW) 50中频额定电压(V) 375 / 250中频额定频率(kHz) 2.5额定温度(℃) 1700熔化率(1700℃以钢计) (kg/h) 约50极限真空度(Pa) 6×10-3工作真空度(Pa) 6 ×10-2压升率(Pa /min ) 0.1熔室有效抽速( L / S ) 3000电耗( kWh / t ) 1050耗水量（m3/h） 4总重( t ) 3.53 工作原理10kg真空感应电炉是利用中频感应加热的真空熔炼设备，炉体内部设有一只螺旋型管式线圈，当线圈通过中频电流时，则产生交变磁场，金属炉料在交变磁场作用下，感应出电势，产生环形电流，这种电流在本身的磁场作用下集中在金属炉料的表面（即所谓的趋肤效应），使外层金属料具有很高的电流密度，从而产生集中而强大的热效应，已致把金属炉料加热或熔化。
4 结构性能和优点4.1 优点：10kg真空感应电炉具有下列优点：4.1.1 采用立式炉体，装料方便，盖都为三圆弧形的，炉底为平底，容易放置锭模，炉盖和炉体是用锁攀联接压紧密封，开启方便，由于设有止口，密封圈不易遭受破损和受热的影响。
vidp炉工作原理
vidp炉工作原理
VIDP炉（Vacuum Induction Degassing and Pouring Furnace）作为真空感应炉的新版本，其工作原理主要包括以下几个步骤：
1.熔炼：在炉膛内，通过感应线圈产生的高频交变磁场，使坩埚
中的金属材料产生涡流而发热熔化。
熔炼过程中，炉膛内的真空度很高，可以减少金属氧化和挥发的可能性。
2.脱气：熔化后的金属液通过炉膛内的真空环境，可以将气体从
金属液中排出，减少金属中的气体含量，提高产品质量。
3.精炼：在熔炼和脱气过程中，还可以加入必要的添加剂和精炼
剂，对金属液进行净化和精炼，进一步提高金属的纯度和性
能。
4.浇注：经过熔炼、脱气和精炼后，金属液通过专门的浇注系
统，注入到模具中冷却成型。
浇注过程中，需要控制金属液的流量和温度，确保成型的质量和稳定性。
总的来说，VIDP炉的工作原理主要涉及金属的熔化、脱气、精炼和浇注等过程。
其特点是在高真空环境下进行熔炼和铸造，可以有效提高金属的质量和性能，广泛应用于航空、航天、能源等领域的高端制造领域。
25kg真空感应炉操作规程
25kg真空感应炉操作规程真空系统操作开操作：1．开水泵，观察各路回水是否通畅，如没有水则欠水压指示灯红灯亮；2．合墙壁上的短路器，真空控制部分有电，SR93控温表有显示；3．开空气压缩机，空压机开指示灯亮，待空压机停止后开机械泵，机械泵开指示灯亮；4．开1#阀，观察炉盖上的真空压力表到-0．1MPa；5．开罗茨泵：将搬把开关打到手动，再按罗茨泵开按钮，罗茨泵开指示灯亮；6．开真空计电源开关，真空计复合、灯丝指示灯亮，关闭复合热偶2，显示炉内真空度7．开扩散泵，加热50分钟才能正常工作：8．开3#阀，在炉体抽真空的同时也对扩散泵抽真空。
9．扩散泵加热50分钟后，关1#阀，开2#阀，进入高真空状态；10．当热偶2的显示在0．6～0．1Pa之间时就可以打开灯丝开关，热偶2转换电离，这时真空计才能显示炉内高真空。
关操作：1．关闭扩散泵，扩散泵指示灯关闭；2．关闭2#阀，对扩散泵抽真空30分钟，把扩散泵的余热抽走，关闭真空计电流；3．在关扩散泵30分钟后关闭3#阀；4．关闭罗茨泵，罗茨泵指示灯关闭；5．关闭机械泵，机械泵指示灯关闭：6．停真空系统电源；7．在关闭机械泵1．5小时后停水泵。
出钢后如设备不再使用，必须将炉体抽上真空，让设备在真空状态下存放。
感应圈送电操作送电前，先检查冷却水情况，看它是否符合水压要求，否则无法运行。
1．启动过程：1)先按控制电路合按钮；2)合空气开关(先压后提)：3)按逆变电路合按钮：4)调节电位器(顺时针)，达到所需功率2．停止过程：1)先把电位器逆时针调到零位；2)按逆变电路停按钮；3)按主回路停按钮；4)按控制电路分按钮；即可停止设备。
4角度调整：要使可控硅电源稳定可靠地运行，必须使角度(中频电压表指示／直流电压表指示)维持在1．2～1．5之间，最好在1．3～1．4之间。
它由柜内电流信号和电压信号调节。
真空感应炉操作方法
50kg真空感应炉操作方法：1、检查各路回水是否畅通、水压是否正常。
2、检查炉衬状况是否符合熔炼钢种要求，将钢锭模及漏斗就位，摇动感应线圈与漏斗对位。
3、将合金分类放入合金料斗（抽真空时可以同时打开5#手动阀与炉体同时抽真空，但在加料前应将5#手动阀关闭），将带熔炼的母料放入坩埚内（难熔合金可与母料同时加入坩埚），扣上炉盖打开感应线圈和炉体循环冷却水阀门。
4、开空气压缩机，空气压力达到4MPa后开机械泵再打开2#阀而后开7#阀再开3#阀再关掉7#阀（3#阀打开是在炉体抽真空的同时也对油增压泵抽真空，7#阀与3#阀为互锁关系，开3#阀前必须先开7#阀）。
5、真空压力到800Pa以下开罗茨泵：将扳把开关打到手动。
6、开油增压泵，油温需达到180~250度才会正常工作，开之前应先关闭2#阀再打开4#阀（可根据油温提升时间快慢提前对油增压泵加热）。
7、当炉内真空抽至工艺要求真空度后转入送电。
8、送电前先合总电源，在合上控制电源、主电源断路器。
9、IGBT送电操作顺序先开控制电源在开主电源。
10、调节电位器(顺时针），达到所需功率。
11、母料融化过程中注意观察坩埚内钢液状况，如出现架桥现象应及时处理，当出现喷溅现象时应及时充氩增压。
母料熔清后分批加入合金，根据钢液温度调整输入功率，待温度合适充氩气至20~40MPa后浇注。
12、充氩气前先关闭油增压泵再关4#阀。
13、当浇注快完成时应及时停电：调节电位器归零。
14、IGBT操作柜按先关控制电源、主电源顺序关闭。
15、断掉断路器及总电源开关。
16、钢液在钢锭模内凝固后破真空，用电动葫芦将钢锭模从炉体内吊出，并清理坩埚。
当天熔炼结束将炉体抽真空，由于油增压泵冷却较慢，罗茨泵与机械泵需要一直抽到油温降至80度后方可关闭。
17、先关3#阀再关罗茨泵，2min后关机械泵，停真空系统电源。
冷却水应一直对油增压泵冷却。
感应线圈冷却水也应直到其冷却后方可停水泵。
真空感应熔炼炉的常见故障怎么解决
真空感应熔炼炉的常见故障怎么解决真空感应熔炼炉是一种常用于金属和合金的高温冶炼设备，它通过在真空环境中加热和融化金属材料来实现冶炼过程。
然而，由于各种原因，真空感应熔炼炉可能会遇到一些故障问题。
本文将详细描述几种常见的故障及其解决方法。
1. 水冷系统故障水冷系统是真空感应熔炼炉中关键的部件之一，它负责保持线圈和其他零部件的温度稳定。
如果水冷系统出现故障，可能导致设备过载、电源不稳定等问题。
解决方法：- 首先检查供水管道是否正常通畅，并确保供水压力足够；- 检查水流量传感器是否损坏或堵塞，并清洁或更换有问题的传感器；- 清洗并除去附着在水路上的污垢或沉积物；- 定期检查和维护水泵以确保其正常运行。
2.直线圈断裂或老化线圈是产生强大电场和电流的重要组成部分，如果线圈断裂或老化，会导致熔炼效果下降、温度不稳定等问题。
解决方法：- 定期检查线圈的外观和连接部件是否有损坏，并及时修复或更换；- 检查电缆连接是否紧固可靠，避免松动引起电流过载；- 如果发现线圈老化严重，建议更换新的线圈。
3. 真空系统故障真空系统是保持设备内部真空环境的关键组成部分。
如果真空系统出现故障，可能导致温度控制失灵、气体泄漏等问题。
解决方法：- 检查真空泵和阀门是否正常工作，并确保其处于良好状态；- 清洗并除去管道中的污垢和沉积物；- 定期检查密封件和接口以确保其完好无损。
4. 电源供应故障电源供应是驱动整个设备运行所必需的。
如果电源供应出现故障，可能导致设备无法正常启动、停机频繁等问题。
解决方法：- 检查主要开关和继电器是否正常关闭或打开，并进行必要的调整；- 检查电源传感器和保险丝是否损坏或断路，并及时更换；- 检查供电线路的连接是否正常，避免松动引起不稳定的电流。
5. 温度控制故障温度控制是真空感应熔炼炉中关键的工艺参数之一。
如果温度控制失灵，可能导致金属过热、结晶不全等问题。
解决方法：- 定期检查和校准温度传感器，并确保其准确性；- 调整加热功率以实现所需的温度曲线；- 检查和维护加热元件，确保其正常运行。
真空感应熔炼炉原理
真空感应熔炼炉原理真空感应熔炼炉是一种利用感应加热和真空环境进行金属熔炼和精炼的设备。
其原理是利用感应加热的方式将金属材料加热至熔点，并在真空环境下进行熔炼和精炼，以实现高纯度金属的生产。
真空感应熔炼炉在现代金属材料加工领域具有广泛的应用，本文将从原理方面对其进行详细介绍。
首先，真空感应熔炼炉的主要组成部分包括感应加热线圈、炉体、真空系统和控制系统。
感应加热线圈通过交变电流产生交变磁场，金属材料在磁场中感应出涡流，从而产生焦耳热使金属材料加热。
炉体是金属材料加热和熔炼的容器，通常由耐高温材料制成。
真空系统用于在炉体内部建立真空环境，以防止金属材料在高温下氧化和气化。
控制系统则用于控制加热功率、真空度和炉体温度，以实现熔炼和精炼过程的精确控制。
其次，真空感应熔炼炉的工作原理是在感应加热的作用下，将金属材料加热至熔点，并在真空环境下进行熔炼和精炼。
在炉体内部建立真空环境后，将金属材料放入炉体中，通过感应加热线圈加热金属材料。
随着金属材料温度的升高，金属开始熔化并在真空环境中进行熔炼和精炼。
在熔炼和精炼过程中，可以通过控制加热功率和真空度，实现对金属成分和纯度的精确控制，从而获得高纯度的金属产品。
最后，真空感应熔炼炉的原理使其具有许多优点。
首先，由于在真空环境下进行熔炼和精炼，可以有效防止金属材料在高温下氧化和气化，从而获得高纯度的金属产品。
其次，感应加热的方式使得加热效率高，加热均匀，可以快速将金属材料加热至熔点。
此外，真空感应熔炼炉还可以对金属成分和纯度进行精确控制，适用于生产高品质、高纯度的金属产品。
总之，真空感应熔炼炉是一种利用感应加热和真空环境进行金属熔炼和精炼的设备，其原理是利用感应加热的方式将金属材料加热至熔点，并在真空环境下进行熔炼和精炼，以实现高纯度金属的生产。
其工作原理简单清晰，具有许多优点，适用于生产高品质、高纯度的金属产品。
真空感应熔炼炉在现代金属材料加工领域具有广泛的应用前景。
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第二部分：真空感应炉冶炼百问百答第一章真空感应炉基础理论1、什么是真空？某密闭容器里面，由于气体分子数目减少，气体分子作用于单位面积上的压强降低，此时该容器内部压强低于常压，这种比常压低的气态空间就称”真空”。
2、真空感应炉的工作原理？主要是应用电磁感应的作用，在金属炉料本身产生电流，再依靠金属炉料本身的电阻，按照焦耳——楞次定律，将电能转换为热能，用以熔炼金属。
3、真空感应炉的电磁搅拌是如何形成的？坩锅中的熔融金属在感应圈产生的磁场中产生电动力，由于集肤效应，熔融金属产生的涡流与感应圈中通过的电流方向相反，产生相互排斥作用；熔融金属受到的排斥力始终指向坩锅的轴线方向，熔融金属也被推向坩锅的中心；又由于感应圈是短线圈，两头有短部效应，所以在感应圈两头相应电动力变小，电动力分布为上下两头小，中间大。
在这种力作用下，金属液首先从中部向坩锅轴线运动，到中心后分别向上和向下流去，此种现象不断的循环下去，便形成金属液体的激烈运动。
实际冶炼时可以清除看到金属液在坩锅中心部分向上隆起，上下翻腾的现象，这就是电磁搅拌。
4、电磁搅拌有何作用？①可以加速熔炼过程中的物化反应速度；②使被熔融金属液成分均匀；③坩锅内金属液温度趋于一致，导致熔炼中反应彻底完成；④搅拌的结果克服了自身静压力的作用，把坩锅深处的融解气泡翻到液面上来，便于气体排出，减少合金的气体夹杂含量。
⑤猛烈搅拌增强金属液对坩锅的机械冲刷，影响坩锅寿命；⑥加速坩锅耐火材料在高温下的分解，构成对熔融合金的再次污染。
5、什么是真空度？真空度表示低于一个大气压的气体的稀薄程度，常用压强表示。
6、什么是漏气率？漏气率指真空设备封闭后单位时间内的压力增高量。
7、什么是集肤效应？集肤效应指交流电通过导体（冶炼中指炉料）时，在导体截面上出现电流分布不均匀现象，越靠导体表面电流密度越大，越向中心部位电流密度越小的现象。
8、什么是电磁感应？交变电流通过导线，在其周围产生交变磁场，而把封闭导线放在变化的磁场中，导线内又会产生交变电流。
这种现象称为电磁感应。
9、真空感应炉漏气度计算公式？P2-P1E = ————(Pa/min)△t10、真空感应炉冶炼的优点有那些？①没有空气和炉渣污染，冶炼的合金纯净，性能水平高；②真空下冶炼，创造了良好的去气条件，熔炼出的钢和合金气体含量低；③真空条件下，金属不易氧化；④原料带入的杂质（Pb、Bi等）在真空状态下可以挥发一部分，使材料得到提纯；⑤真空感应炉冶炼时，可以用碳脱氧，脱氧产物是气体，合金纯度高；⑥能准确的调整和控制化学成分；⑦可以使用返回料。
11、真空感应炉冶炼的缺点有那些？①设备复杂，价格昂贵，投资大；②维修不方便，冶炼费用高，成本比较高；③冶炼过程中坩埚耐火材料污染金属；④生产批量小，检验工作量较大。
第二章真空感应炉设备维护12、真空泵的主要基本参数和含义是什么？①极限真空度：真空泵进气口封死情况下，经长时间抽空所能获得的最低压强稳定值（即能获得最高稳定的真空度），称泵的极限真空度。
②抽气速率：泵在单位时间内所抽出的气体体积称为真空泵的抽气速率。
③最大出口压强：真空泵正常工作时，在排气口处排出气体的最大压强值。
④前置压强：为保证真空泵安全运转，在泵的排气口处所需维持的最大压强值。
13、如何选择合理的真空泵组系统？①真空泵的抽气速率与一定的真空泵入口压强相对应；②机械泵、罗茨泵、油增压泵不能直接向大气排气，必须依靠前级泵建立并维持规定的前置压强，才能正常工作。
14、为什么在电器回路中要加入电容器？由于感应圈和金属炉料之间距离很大，漏磁非常严重，有用磁通很少，无功功率大，因此在电容性电路上，电流超前于电压，为抵消电感的影响，提高功率因数，必须在回路中并入适当数量的电容器，使电容与电感发生并联谐振，从而提高感应圈功率因数。
15、真空感应炉的主体设备有几部分？熔炼室、浇注室、真空系统、电源系统。
16、冶炼过程中对真空系统的维护事项？①真空泵油质、油位正常；②过滤网倒换正常；③各隔离阀门密封正常。
17、冶炼过程中对电源系统的维护事项？①电容器冷却水温度正常；②变压器油温正常；③电缆冷却水温正常。
第三章真空感应炉坩锅制备18、真空感应炉熔炼对坩锅有那些要求？①有高的热稳定性，避免急冷急热产生裂纹；②有高的化学稳定性，防止耐火材料对坩锅污染；③有足够高的耐火度和高温结构强度，用来承受高温和炉料冲击；④坩锅应有高的致密度和光滑的工作表面，以减少坩锅与金属液接触的表面积，降低金属残渣在坩锅表面附着程度。
⑤具有高的绝缘性；⑥烧结过程中体积收缩小；⑦有较低的挥发性和良好的抗水化性；⑧坩锅材料有较小的放气量。
⑨坩锅材料资源丰富，价格低廉。
19、如何提高坩锅的高温性能？①降低MgO砂中CaO及的含量和CaO/ SiO2的比值，以减少液相量和提高产生液相的温度。
②提高晶体晶粒的稳定性。
③使烧结层达到良好的再结晶状况，以减小气孔率，减小晶界宽度，并形成镶嵌结构，构成固相与固相的直接结合，从而降低液相的有害作用。
20、如何选择合适的坩锅几何尺寸？①坩锅壁厚一般为坩锅（成型）直径的1/8～1/10；②钢液占坩锅容积的75％；③R的角度为45°左右；④炉底厚度一般为炉壁的1.5倍。
21、打结坩锅常用的粘合剂有那些？①有机物：糊精、纸浆废液、有机树脂等；②无机物：水玻璃、卤水、硼酸、碳酸盐、粘土等。
22、打结坩锅的粘合剂（H3BO3）有什么作用？硼酸（H3BO3）在一般情况下，经300℃以下加热，即可脱去全部水分，称为硼酐（B2O3）。
①在不高的温度下，部分MgO、Al2O3可以溶入到液态的B2O3中形成一系列过渡产物，加快了MgO·Al2O3的固相扩散从而促进了再结晶，使坩锅烧结层在较低的温度下开始形成，从而降低了烧结温度。
②靠硼酸在中温的熔化和粘结作用，增厚半烧结层，或增加二次烧结前坩锅的强度。
③在含过CaO的镁砂中，靠粘结剂来抑制850℃以下的2CaO·SiO2发生晶型变化。
23、坩锅有几种成型方式，各是什么？2种方式。
①炉外预制；将坯料（电熔镁、或铝镁尖晶石耐火材料）按一定粒度配比和选择合适的粘合剂混合后，在坩锅模内通过震动、等静压过程成型、坩锅坯体经烘干处理，在高温隧道窑内其最高烧成温度≥1700℃×8h焙烧加工成预制坩锅。
②炉内直接捣打；在合适的粒度配比中加入适量的固态粘合剂，如硼酸等，混合均匀后，采用捣固以达到致密充填，烧结时靠各部分温度不同，形成不同的组织结构。
24、坩锅的烧结结构分几层，是如何形成的，对坩锅质量有何影响？坩锅烧结结构分为三层，烧结层、半烧结层和松散层。
烧结层：烤炉时粒度发生再结晶，除低温端有中等砂粒度，其余完全看不出原来的配比，而呈现均匀细致的结构，晶界很窄，杂质重新分布在新晶界上。
烧结层是位于坩锅壁最里面的一层坚硬壳体，它直接与被熔炼金属接触，直接承受各种力作用，所以这一层对坩锅是十分重要的。
松散层：烧结时靠近绝热层部分温度低，镁砂既不能烧结，也不能被玻璃相粘结，处于完全松散状态。
这一层位于坩锅的最外面，所起作用有：第一，因为这一层结构松散，热传导能力差，使从坩锅内壁往外传出的热量少，减少热损耗，起到保温作用，提高坩锅内热效率；第二，松散层又是保护层。
因为烧结层已成壳体，直接与液态金属接触，容易产生裂纹，一旦它产生裂纹，熔融液态金属要从裂纹中向外渗出，而松散层由于结构疏松，不易产生裂纹，从里层渗出的金属液被他给挡住，对感应圈起到保护作用；第三，松散层还是一个缓冲区。
因烧结层已成坚硬壳体，受热和冷却时，重要产生总体体积膨胀和收缩现象，由于松散层结构疏松，对坩锅体积变化起到缓冲作用。
半烧结层（亦称过渡层）：位于烧结层和松散层之间，分为两部分，靠近烧结层部分，杂质熔化并重新分布或粘结镁砂粒，镁砂发生部分再结晶，大砂粒显得特别密集；靠近松散层部分，靠近松散层部分完全由粘合剂粘合在一起。
半烧结层兼有烧结层和松散层作用。
25、如何选择烤炉工艺制度？①最高烤炉温度：打结坩锅绝热层厚度在5～10mm时，对电熔镁砂来说，1800℃烤炉时，烧结层只占坩锅厚度的13~15%。
2000℃烤炉时占24～27％，从坩锅高温强度考虑，烤炉温度高一些为好，但不易过高，大于2000℃由于氧化镁升华或由于氧化镁被碳还原，以及氧化镁激烈再结晶，形成蜂窝状结构。
因此最高烤炉温度应控制在2000℃以下。
②升温速度：升温初期，为了有效的去除耐火材料中的水分，应充分的预热，一般在1500℃以下升温速度要缓慢；炉温达到1500℃以上时电熔镁砂开始烧结，这时应采用大功率，以快速升温至预计最高烤炉温度。
③保温时间：炉温达到最高烤炉温度后，需要在该温度下进行保温，保温时间根据炉型和材质有所不同，如电熔镁小坩锅15～20min，电熔镁大、中坩锅30～40min。
因此，将烤炉时的升温速度和最高烘烤温度下的烘烤时间归纳为：低温慢速烘烤、高温快速烧结，具有一定保温时间作为一条基本经验来掌握。
26、为什么要进行洗炉？坩锅经烘烤后：①烧结层晶界上有大量液相，熔炼时会有一部分进入钢液；②坩锅表面孔隙多，气体和不净物也多；③烧结后降温速度很快，相当数量固熔于方镁石晶粒或玻璃相中的高熔点杂质来不及析出，烧结层未达到最好状态；④炉口和出钢咀部位温度较低。
27、真空下金属液与坩锅耐火材料有那些反应？①真空状态下，①耐火材料中的氧化物会发生分解反应：MgO（固）＝Mg（气）＋1/2O2（气）AL2O3（固）＝2AlO（气）＋1/2O2（气）SiO2（固）＝SiO（气）＋1/2O2（气）②金属液与耐火材料发生下列反应：Fe（液）＋MgO（固）＝Mg（气）＋[FeO]Fe（液）＋SiO2（固）＝SiO（气）＋[FeO]③随着压强降低，金属液中C的还原能力增加，由于C的还原作用，使坩埚耐火材料受到侵蚀，发生如下反应：MgO（固）＋[C]= Mg（气）＋CO（气）AL2O3（固）＋3[C]= 2【Al】＋3CO（气）SiO2（固）＋2[C]= [Si]＋2CO（气）④另外，金属液中的其它元素也有还原作用，如下：MgO（固）＋[Si]= Mg（气）＋SiO（气）SiO2（固）＋[Ti]= [Si]＋TiO2（气）28、坩锅干法打结需要注意些什么？①先检查感应圈绝缘情况，水冷系统是否正常；②打结工具清洁，无锈、无脏物；③坩埚铁皮（石磨芯）座正，与底部垂直，外部包几层黄板纸，易于拔出；④炉底高度必须再感应圈最底匝以上；⑤坩埚底部与炉壁过渡处注意打结质量，防止产生裂纹；⑥每层打结前，前一层必须用钢钎划松3～5mm，再加料打结，防止分层和减少粒度偏析。
29、电熔氧化镁＋铝镁尖晶石修炉粒度配比有那些要求？电熔镁砂占总量的50～60％，分为粗颗粒、中颗粒、细颗粒；铝镁尖晶石占重量的40～50％，分为粗粉和细粉。