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隨著科學技術的迅速發展,對高純金屬及合金的需要量越來越多,常規的冶煉方法已很難滿足要求,而真空電子束熔煉是一種有效提純方法,特別是對于在冶煉溫度下具有較低蒸汽壓的金屬和合金更為有效。
電子束熔煉爐是高溫難熔金屬熔煉和提純的專用設備。電子束熔煉在高真空下進行,熔煉時的過熱溫度高,維持液態的時間長,使材料的精煉提純作用得以充分有效地進行。電子束轟擊產生的溫度瞬間可達3000度以上,電子束熔煉時,材料主要發生脫氣、分解、脫氧、金屬雜質的揮發和不熔雜質的上浮等。其中,不熔雜質上浮而富集在鑄錠頂部,可在切頭時去除,電子束爐,電子束熔煉爐,電子束加熱爐。
在真空下,電子束電子槍的陰極被加熱產生熱電子逸出。在加速電壓的作用下,熱電子向陽極(零電位)加速運動。由于聚束極的作用,電子束從陽極的中心孔通過,電子束冷床爐向下繼續運動,經磁聚焦透鏡的多次聚焦和磁偏轉掃描透鏡的調節,使電子束準確而集中地轟擊到原料棒的表面。在原料和熔池表面產生3000°C以上的溫度,原料的表面被加熱、熔化、滴入熔池中。熔池就是錠上端的熔化部分,其周圍是水冷銅坩堝(結晶器)。真空電子束熔煉爐,由于電子束的加熱作用,熔池保持不斷地上下、內外對流。隨著熔化的原料不斷滴入,熔池表面不斷上升,拖錠裝置又將錠不斷向下拉動,使熔池表面保持一定高度。