Prinsip Kerja Degassing Vakum dalam Tungku Busur Listrik Vakum

Tungku busur listrik vakummewakili jenis khusus dari tungku industri yang dirancang untuk melebur logam di bawah kondisi vakum. Beroperasi berdasarkan prinsip peleburan busur vakum, ia menggunakan arus tinggi dan tegangan rendah untuk mencapai operasi busur pendek, yang penting untuk proses peleburannya yang unik.

Dasar-Dasar Pelepasan Busur Vakum

Inti dari tungku busur vakum terletak pada fenomena pelepasan busur gas. Proses ini ditandai dengan tegangan yang sangat rendah antara elektroda, namun memungkinkan arus yang relatif besar melewati gas. Akibatnya, suhu di dalam zona busur melonjak hingga sekitar 5000K. Kepadatan arus yang besar yang diamati dalam pengaturan ini berasal dari dua sumber utama: emisi termionik dan emisi diri elektron.

Di sekitar elektroda negatif, terbentuk lapisan ion positif, menciptakan medan listrik yang kuat. Medan ini mendorong katoda untuk secara otomatis memancarkan elektron, yang kemudian bertumbukan dengan molekul gas di antara kedua elektroda, mengionisasinya. Proses ionisasi ini menghasilkan ion positif tambahan dan elektron sekunder. Di bawah pengaruh medan listrik, partikel-partikel bermuatan ini bertumbukan dengan katoda dan anoda, masing-masing menghasilkan panas yang intens. Khususnya, suhu katoda tetap lebih rendah daripada anoda karena sebagian energi dikeluarkan dalam emisi elektron. Selain itu, rekombinasi beberapa ion positif dan elektron berkontribusi pada suhu tinggi yang diamati.

Karakteristik Operasional Peleburan Busur Vakum

Peleburan busur vakum adalah operasi busur pendek yang biasanya melibatkan tegangan busur mulai dari 22 hingga 65 volt, dengan panjang busur yang sesuai dari 20 hingga 50 milimeter (yang terakhir berlaku untuk ingot yang lebih besar). Pengaturan ini memastikan peleburan yang efisien dan terkontrol dalam lingkungan vakum.

Evolusi Sejarah dan Adopsi Industri

Perjalanan tungku busur vakum dimulai dengan eksperimen peleburan kawat platinum yang berhasil pada tahun 1839. Namun, butuh lebih dari satu abad bagi para peneliti untuk mempelajari peleburan logam refraktori. Pada tahun 1953, tungku busur listrik vakum telah masuk ke produksi industri. Hingga tahun 1956, Amerika Serikat dan beberapa negara Eropa terus melebur titanium dalam tungku yang tidak dapat dikonsumsi, sementara tahun 1955 menandai dimulainya produksi baja menggunakan tungku yang dapat dikonsumsi. Sekitar tahun 1960, berat ingot baja yang diproduksi oleh tungku yang dapat dikonsumsi melebihi 30 ton, menandakan kemajuan yang signifikan. Saat ini, tungku yang dapat dikonsumsi vakum yang diproduksi oleh perusahaan seperti Kangsai mencontohkan tren perkembangan ini, yang menampilkan suplai daya utama bersama, sistem vakum, dan sistem kontrol otomatis antara dua tungku untuk meningkatkan efisiensi produksi dan pemanfaatan peralatan.

Manfaat Perlakuan Panas Vakum

Memperlakukan panas benda kerja atau bahan dalam lingkungan vakum menawarkan banyak keuntungan. Ini memperpanjang umur pakai alat dan cetakan dengan mencegah oksidasi dan dekarburisasi, menghasilkan hasil akhir permukaan yang cerah, deformasi minimal, penghematan energi, dan operasi bebas polusi. Selain itu, perlakuan panas vakum dapat mengubah sifat mekanik dan metalurgi bahan, meningkatkan kinerja keseluruhannya.

Keuntungan Tungku Peleburan Vakum

Tungku peleburan vakum terutama digunakan untuk melebur logam reaktif dan tidak larut, paduan keras, bahan magnetik, dan baja tahan karat. Beroperasi di bawah kondisi tekanan rendah (dekompresi), tungku ini menawarkan beberapa manfaat utama:

1. Penghilangan Gas: Lingkungan vakum memfasilitasi penghilangan gas yang teradsorpsi dan mendorong penyusutan yang signifikan selama tahap peleburan selanjutnya.
2. Pemurnian Impuritas: Vakum membantu menghilangkan impuritas seperti silikon, aluminium, magnesium, kalsium, dan oksida mereka, memurnikan bahan.
3. Peningkatan Keterbasahan: Vakum meningkatkan keterbasahan peleburan fase cair, membantu penyusutan selama proses peleburan dan memurnikan struktur paduan.
4. Lingkungan Inert: Ketika gas primer atau inert lainnya tidak sesuai, atau ketika bahan rentan terhadap dekarburisasi dan karburisasi, tungku peleburan vakum memberikan solusi yang ideal.
5. Pengurangan Polusi: Peleburan vakum meminimalkan kontaminasi produk oleh komponen atmosfer berbahaya seperti air, oksigen, dan nitrogen. Misalnya, mencapai titik embun -40°C dalam hidrogen elektrolitik adalah hal yang menantang, sedangkan peleburan vakum pada beberapa ratus Pa secara setara mencapai tingkat kemurnian ini.

Sebagai kesimpulan, tungku busur listrik vakum memanfaatkan prinsip-prinsip pelepasan busur vakum untuk menawarkan cara peleburan logam yang canggih dan efisien, dengan banyak keuntungan dalam hal kualitas bahan, efisiensi produksi, dan dampak lingkungan.

 Kami adalah produsen tungku listrik profesional. Untuk pertanyaan lebih lanjut, atau jika Anda memerlukan tungku busur terendam, tungku busur listrik, tungku pemurnian wadah, atau peralatan peleburan lainnya, jangan ragu untuk menghubungi kami di  susan@aeaxa.com