Vakum Elektrik Ark Ocaklarında Vakum Gaz Giderme Çalışma Prensibi

vakum elektrik ark ocağıvakum koşullarında metalleri eritmek için tasarlanmış özel bir endüstriyel fırın türünü temsil eder. Vakum ark eritme prensibiyle çalışır, benzersiz eritme işlemi için gerekli olan kısa ark operasyonunu elde etmek için yüksek akım ve düşük voltaj kullanır.

Vakum Ark Deşarjının Temelleri

Vakum ark ocağının kalbinde gaz ark deşarjı olgusu yatar. Bu işlem, elektrotlar arasında son derece düşük bir voltaj ile karakterizedir, ancak yine de gazdan nispeten büyük bir akımın geçmesine izin verir. Sonuç olarak, ark bölgesindeki sıcaklık yaklaşık 5000K'ya yükselir. Bu kurulumda gözlemlenen büyük akım yoğunluğu, iki ana kaynaktan kaynaklanır: termiyonik emisyon ve elektronların kendi kendine emisyonu.

Negatif elektrotun etrafında, güçlü bir elektrik alanı oluşturan bir pozitif iyon tabakası oluşur. Bu alan, katodu otomatik olarak elektron yaymaya teşvik eder, daha sonra bu elektronlar iki elektrot arasındaki gaz molekülleriyle çarpışarak onları iyonize eder. Bu iyonizasyon işlemi ek pozitif iyonlar ve ikincil elektronlar üretir. Elektrik alanının etkisi altında, bu yüklü parçacıklar sırasıyla katot ve anot ile çarpışarak yoğun ısı üretir. Özellikle, katotun sıcaklığı anotunkinden daha düşük kalır, çünkü enerjinin bir kısmı elektron emisyonunda harcanır. Ek olarak, bazı pozitif iyonların ve elektronların rekombinasyonu, gözlemlenen yüksek sıcaklıklara katkıda bulunur.

Vakum Ark Eritme İşletim Özellikleri

Vakum ark eritme, tipik olarak 22 ila 65 volt arasında değişen bir ark voltajını ve buna karşılık gelen 20 ila 50 milimetre arasında bir ark uzunluğunu (ikincisi daha büyük külçeler için geçerlidir) içeren kısa bir ark operasyonudur. Bu kurulum, vakum ortamında verimli ve kontrollü eritme sağlar.

Tarihsel Evrim ve Endüstriyel Benimseme

Vakum ark ocaklarının yolculuğu, 1839'daki başarılı platin tel eritme deneyiyle başladı. Ancak, araştırmacıların refrakter metallerin eritilmesine dalması bir yüzyıldan fazla sürdü. 1953'e gelindiğinde, vakum elektrik ark ocakları endüstriyel üretime girmişti. 1956'ya kadar, Amerika Birleşik Devletleri ve çeşitli Avrupa ülkeleri, harcanamayan fırınlarda titanyum eritirken, 1955, harcanabilir fırınlar kullanarak çelik üretimi başlangıcını işaret etti. 1960 civarında, tüketilebilir fırınlar tarafından üretilen çelik külçelerin ağırlığı 30 tonu aştı ve bu önemli bir ilerlemeye işaret ediyordu. Günümüzde, Kangsai gibi şirketler tarafından üretilen vakum tüketilebilir fırınlar, üretim verimliliğini ve ekipman kullanımını artırmak için iki fırın arasında paylaşılan ana güç kaynakları, vakum sistemleri ve otomatik kontrol sistemleri sunarak bu gelişim trendini örneklendirmektedir.

Vakum Isıl İşleminin Faydaları

İş parçalarını veya malzemeleri bir vakum ortamında ısıl işlem uygulamak sayısız avantaj sunar. Oksidasyonu ve karbonsuzlaşmayı önleyerek, parlak bir yüzey finişi, minimum deformasyon, enerji tasarrufu ve kirlilik içermeyen işlemlerle aletlerin ve kalıpların hizmet ömrünü uzatır. Ayrıca, vakum ısıl işlem, malzemelerin mekanik ve metalurjik özelliklerini değiştirerek genel performanslarını artırabilir.

Vakum Eritme Ocaklarının Avantajları

Vakum eritme ocakları öncelikle reaktif ve çözünmeyen metalleri, sert alaşımları, manyetik malzemeleri ve paslanmaz çeliği eritmek için kullanılır. Düşük basınç (dekompresyon) koşullarında çalışan bu fırınlar, çeşitli temel faydalar sunar:

1. Gaz Giderme: Vakum ortamı, adsorbe edilmiş gazların giderilmesini kolaylaştırır ve eritme işleminin sonraki aşamalarında önemli büzülmeyi teşvik eder.
2. Kirlilik Arıtma: Vakum, silisyum, alüminyum, magnezyum, kalsiyum ve oksitleri gibi safsızlıkların giderilmesine yardımcı olarak malzemeyi arıtır.
3. Gelişmiş Islanabilirlik: Vakum, sıvı faz eritme işleminin ıslanabilirliğini artırarak eritme işlemi sırasında büzülmeye yardımcı olur ve alaşımın yapısını iyileştirir.
4. Atıl Ortam: Diğer birincil veya atıl gazlar uygun olmadığında veya malzemeler karbonsuzlaşmaya ve karbonizasyona eğilimli olduğunda, bir vakum eritme ocağı ideal bir çözüm sunar.
5. Azaltılmış Kirlilik: Vakum eritme, su, oksijen ve azot gibi zararlı atmosferik bileşenler tarafından ürün kontaminasyonunu en aza indirir. Örneğin, elektrolitik hidrojende -40°C'lik bir çiğlenme noktasına ulaşmak zorken, birkaç yüz Pa'lık vakum eritme, bu saflık seviyesini eşdeğer olarak elde eder.

Özetle, vakum elektrik ark ocakları, malzeme kalitesi, üretim verimliliği ve çevresel etki açısından sayısız avantajla, metalleri eritmek için sofistike ve verimli bir yol sunmak üzere vakum ark deşarjı prensiplerinden yararlanır.

 Biz profesyonel bir elektrikli fırın üreticisiyiz. Daha fazla bilgi için veya batık ark ocakları, elektrik ark ocakları, pota rafine fırınları veya diğer eritme ekipmanlarına ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle  adresinden iletişime geçmekten çekinmeyin.susan@aeaxa.com