環形槍電子束熔煉爐(Ring gun electron beam melting furnace)又稱近環形槍電子束熔煉爐。非自加速環形槍電子束熔煉爐的環形槍頭距金屬熔池僅有20mm左右，其陰極受金屬蒸氣和噴濺物的侵蝕，壽命一般只有幾個小時，但它具有製作容易、成本低的特點，故常用作實驗室設備。
基本介紹
- 中文名：環形槍電子束熔煉爐
- 外文名：Ring gun electron beam melting furnace
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 別稱：近環形槍電子束熔煉爐
簡介,電子束熔煉爐分類,電子束熔煉爐的組成,電子束熔煉的工藝特點,電子束熔煉過程中的冶金反應,
簡介
環形槍電子束熔煉爐(Ring gun electron beam melting furnace)又稱近環形槍電子束熔煉爐。非自加速環形槍電子束熔煉爐的環形槍頭距金屬熔池僅有20mm左右，其陰極受金屬蒸氣和噴濺物的侵蝕，壽命一般只有幾個小時，但它具有製作容易、成本低的特點，故常用作實驗室設備。
自加速環形槍電子束熔煉爐，加大了陰極和金屬熔池間的距離，故又稱遠環形槍電子束熔煉爐，其陰極的工作條件有所改善。但壽命一般也只有十幾個小時。
電子束熔煉爐分類
按其使用的電子槍的類型不同，可分為環形槍、橫向槍及軸向槍電子束熔煉爐等3類；按其用途，可分為熔煉用爐、區域精煉爐、電子束凝殼爐及多用途電子束熔煉爐等4類。
電子束熔煉爐的組成
典型的電子束熔煉爐一般由6部分組成：
(1)電子槍。電子槍是電子束熔煉爐的心臟。它包括槍頭(一般由燈絲、陰極、陽極等組成)、聚焦線圈和偏轉線圈等。電子槍按其結構形式可分為軸向槍(或稱皮爾斯槍)、非自加速環形槍、自加速環形槍及橫向槍。電子槍的數量有單槍、雙槍和多槍等。
(2)進料系統。如果原料為預製好的自耗電極時，一般採用縱向或橫向機械進料方式：如果原料為屑、塊或順粒狀時，則採用給料倉的方式。
(3)鑄錠系統。包括結晶器、拉錠機構和出錠機構等。
(4)真空系統。包括真空機組、真空室、真空管道及閥門和真空測量系統等。
(5)電源系統。包括主電源(電子槍電源)及控制電源和操作電源等。
(6)冷卻系統。包括全部冷卻用水及管道閥門等。
電子束熔煉的工藝特點
電子束熔煉的工藝特點是在高真空環境下進行熔煉(熔煉真空度一般在10-1至10-3Pa)，熔煉時熔池的溫度及其分布可控，熔池的維持時間可在很大的範圍內調整；熔煉是在水冷銅坩堝(結晶器)內進行的，可以有效地避免金屬液被耐火材料污染。因此可以說，電子束熔煉為一些金屬材料、特別是難熔金屬提供了一種不可缺少的精煉手段。
電子束熔煉過程中的冶金反應
電子束熔煉過程存在3種基本的冶金反應：
(1)除氣口電子束熔煉可除去大多數金屬中的氫、且氫的去除很容易，一般在爐料被熔清之前即已基本完成：由於真空度高，熔池溫度及處於液態的時間可控，脫氮效果也很高。
(2)金屬雜質的揮發。在電子束熔煉溫度下，凡是比基體金屬蒸氣壓高的金屬雜質均會不同程度地得以揮發去除。
(3)去除非金屬央雜物。氧化物及氮化物夾雜物在電子束熔煉溫度及真空度下，有可能分解出〔O〕及〔N〕被去除；〔O〕還可以通過碳氧反應而被去掉；此外，錠子自下而上的順序凝固特點也有利於非金屬夾雜物的上浮。
