November 1, 2025
Werkingsprincipes en Kenmerken van de Vacuum Consumable Arc Furnace (VAR)
De wereld’s eerste Vacuum Consumable Arc Furnace (VAR) werd in 1950 in de Verenigde Staten geïntroduceerd. Dit type elektrische oven maakt gebruik van elektrische boogenergie om metalen te smelten in een vacuümkamer. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het smelten van reactieve en vuurvaste metalen zoals titanium, zirkonium en molybdeen, evenals voor het produceren van hittebestendige staalsoorten, roestvast staal, gereedschapsstaal en lagersstaal. Sinds de vroege toepassing in de jaren 50 voor het omsmelten van superlegeringen, heeft het VAR-proces uitstekende prestaties laten zien en zich gevestigd als een cruciale methode voor het omsmelten van hoogtemperatuurlegeringen en speciale staalsoorten.
1. Werkingsprincipe van de VAR-oven
Tijdens de werking vormen zich gesmolten druppels aan het onderste uiteinde van een verbruikbare elektrode en vallen in een gesmolten bad. Gedurende dit druppelvormings- en overdrachtsproces vinden specifieke fysische en chemische reacties plaats, waardoor bepaalde gasvormige onzuiverheden kunnen worden verwijderd. Een belangrijk kenmerk van VAR is dat het smelten plaatsvindt in een watergekoelde koperen smeltkroes (kristalliseerder). Dit ontwerp elimineert verontreiniging die kan ontstaan door interacties tussen het gesmolten metaal en vuurvaste bekledingen. Tegelijkertijd stolt het gesmolten metaal onder intense waterkoeling, wat resulteert in een uniforme, dichte ingot vrij van krimpsporositeit.
Het VAR-proces wordt uitgevoerd met behulp van een gelijkstroom (DC)-boog die werkt bij lage spanning en hoge stroomsterkte. Een boog wordt in eerste instantie geslagen tussen de punt van de verbruikbare elektrode en de bodem van de smeltkroes, waardoor een hoogtemperatuurboogplasmazone ontstaat tussen de elektrode en het gesmolten bad. Deze extreme hitte smelt de elektrodepunt. Niet-metalen insluitsels in de elektrode, zoals oxiden en nitriden, worden ofwel gedissocieerd of gereduceerd onder het gecombineerde effect van vacuüm en hoge temperatuur, waardoor verdere zuivering wordt bereikt.
Omdat het VAR-proces gassen, niet-metalen insluitsels en bepaalde schadelijke onzuiverheden met een laag smeltpunt effectief verwijdert, vertonen de resulterende materialen aanzienlijk verbeterde warm- en koudverwerkbaarheid, plasticiteit, mechanische eigenschappen en fysische kenmerken. Met name de anisotropie (verschil tussen longitudinale en transversale eigenschappen) wordt verminderd, wat cruciaal is voor het waarborgen van de stabiliteit, consistentie en betrouwbaarheid van de materiaaleigenschappen.
2. Belangrijkste kenmerken van het VAR-proces
Samenvattend biedt de Vacuum Consumable Arc Furnace de volgende voordelen:
(1) Smelten met hoge zuiverheid: Het proces vindt plaats onder vacuüm zonder slak of vreemde materialen tussen de elektrode en de stollende ingot, waardoor verontreiniging tijdens het omsmelten wordt voorkomen.
(2) Effectieve ontgassing: Het gesmolten metaal wordt direct blootgesteld aan vacuüm, waardoor uitstekende verwijdering van gassen zoals waterstof, stikstof en zuurstof mogelijk is.
(3) Insluitselcontrole: Niet-metalen insluitsels, vanwege hun lagere dichtheid, hebben de neiging om naar de bovenkant van het gesmolten bad te drijven, wat bijdraagt aan een zeer zuivere interne ingotstructuur.
(4) Snelle stolling: Het gebruik van een watergekoelde koperen smeltkroes zorgt voor zeer snelle afkoelingssnelheden, wat leidt tot een uniforme ingotstructuur met minimale segregatie.
(5) Legeringflexibiliteit: De vacuümomgeving maakt de toevoeging van aanzienlijke hoeveelheden legeringselementen mogelijk, wat de productie van hoogwaardige gelegeerde staalsoorten vergemakkelijkt.
(6) Verbeterde productiviteit: Korte aftaptijden dragen bij aan een hogere apparatuurproductiviteit en lagere productiekosten.
Momenteel zijn VAR-ovens beschikbaar met capaciteiten variërend van 15 tot 200 ton. Processen zoals verwarming, ontgassing en legeringsaanpassing worden continu onder vacuüm uitgevoerd. Het volledig gesloten ontwerp, vaak in combinatie met stoomstraalvacuümpompen, zorgt voor een schone smeltbewerking zonder milieuvervuiling.
Wij zijn een professionele fabrikant van elektrische ovens. Voor verdere vragen, of als u ondergedompelde boogovens, elektrische boogovens, panraffinageovens of andere smeltapparatuur nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen via Susan@aeaxa.com
