真空感應熔煉爐(VIM)的工作原理與結構簡圖

真空感應熔煉爐是真空冶金領域中應用廣泛的設備之一。事實證明：宇航、導彈、火箭、原子能設備和電子工業(yè)所需要的合金和特殊鋼，占有相當比例的產(chǎn)品是采用真空感應熔煉爐生產(chǎn)出來的，例如，鎳基、鈷基、鐵基高溫合金采用真空感應熔煉爐工藝熔煉時，其熱加工性能和機械性能明顯提高。像不銹鋼、耐熱鋼、超高強度鋼、工具鋼、軸承鋼，以及磁性材料、彈性合金、膨脹合金等幾乎均采用真空感應熔煉爐來熔煉，以保證材料性能和質(zhì)量。此外，無錫金萬利電爐小編認為隨著二次重熔工藝的發(fā)展，真空感應熔煉爐的另一用途是為真空自耗電弧爐或電渣重熔爐提供高質(zhì)量的自耗電極，以及生產(chǎn)母合金供精密鑄造用。

眾所周知，真空感應熔煉爐工藝，對金屬的熔化、精煉和合金化的整個過程均是在真空狀態(tài)下進行的，因而避免了相同氣相的相互作用而污染。其次，在真空條件下，碳具有很強的脫氧能力，其脫氧產(chǎn)物CO 不斷被抽至系統(tǒng)之外，克服了采用金屬脫氧劑脫氧的污染問題。真空感應熔煉爐工藝可準確地控制合金的化學成分，對于含有和氧、氮親和力強的活性元素Al、Ti、B、Zr 等，可控制在很少的范圍內(nèi)。對低熔點易揮發(fā)的金屬雜質(zhì)，如Pb、Bi、Sn、Sb 等能蒸發(fā)去除，這對提高材料性能起到重要作用。強烈的感應攪拌作用，能加速其反應速度，這對于熔池溫度均勻、化學成分均勻等方面很有效果。

真空感應熔煉工藝之所以得到迅速發(fā)展是和航空航天工業(yè)所需高溫合金材料有密切關系，如宇航、導彈、火箭、原子能等設備所需的高溫合金。在未采用真空熔煉方法生產(chǎn)的高溫合金，其高工作溫度一般只有750-810 ℃；而采用真空熔煉方法生產(chǎn)的高溫合金，其高工作溫度可達到980-1090 ℃的水平。這主要是由于采用真空感應熔煉爐熔煉的鎳基、鐵基、鈷基高溫合金時，降低了間隙元素O2、N2、H2，能徹底清除非金屬夾雜物，以及去除低熔點有害金屬雜質(zhì)，如Pb、Bi、Sb、Cu、Sn、Te 等。

真空感應熔煉爐的設備主要由爐殼、感應器、坩堝、傾爐機構、錠模機構、供電裝置，以及水冷系統(tǒng)等組成。爐殼上附設有觀察、測溫、加料、取樣、搗料等裝置。爐體外配備有真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。真空感應熔煉爐有間歇式和半連續(xù)式兩種，可做成立式或臥式。

真空感應熔煉爐在結構設計上需考慮的重要問題是避免真空放電，為此對于爐殼內(nèi)的所有帶電體都需要經(jīng)過絕緣處理，并且感應器在結構上應沒有尖角、毛刺和銳棱。