关于【真空自耗电弧炉】，自耗式和非自耗式真空电弧炉的区别，今天涌涌小编给您分享一下，如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。

1、攻克关键技术 科技撬动未来

来源：青海日报

工人正在对钛铸锭表面进行打磨加工。

EB炉外部形貌。

操作工人正在中控室内进行钛铸锭的熔炉熔炼工作。该设备自动化程度高，单锭重量高达20吨。 宋翠茹 摄

1月29日，朔风砭骨，天气异常寒冷。记者走进位于西宁东川工业园区青海聚能钛业股份有限公司生产车间，却见炉火正旺，一片火热的生产景象……

前不久，青海聚能钛业有两件事引人关注，一是2020年末，随着2号EB炉又一块钛铸锭出炉，该公司已熔铸5000吨纯钛及钛合金，顺利完成年度计划，并创公司成立以来最高纪录。二是作为目前全国最大的EB炉熔铸钛及钛合金企业，该公司过去一年完成产销量超过全国钛锭总产量的十五分之一，约占全国EB炉钛锭产量的40%，成绩斐然。

在当前经济下行压力明显的状况下，青海聚能钛业却表现出良好的发展势头，取得令人欣慰的成绩，这一切，青海聚能钛业是如何攻克关键技术以科技撬动未来？

“你猜这把电子束枪得多少钱？”在生产车间，技术研发部副主任杜彬指着一台进口设备的电子束枪体部件问记者。

几万，几十万，上百万……直到杜彬告诉记者，这台从国外进口来的设备上的一把电子束枪需要一千万元时，记者才停止了猜想。这台设备上共有六把电子束枪，总价值就要六千万元。

据杜彬介绍，EB炉熔炼设备主要由电子束枪、大功率高频高压电源、自动化控制系统、结晶器、真空系统及炉体结构等部分组成。电子束枪、大功率高频高压电源属国际前沿的关键核心技术设备，也称之为EB炉熔炼设备的“心脏”。目前只有德国、英国、法国、乌克兰等国家对EB炉熔炼设备及其应用有较深的研究，我国还处在早期试应用阶段。在实际应用中，EB炉熔炼设备及其技术还受制于人，而且其备品备件及技术服务费用昂贵，时间周期长，严重制约生产及设备成本管理。

过去国内钛的熔炼基本上是采用真空自耗电弧炉，它与电子束熔炼相比有着诸多的技术差距。从产业趋势分析，未来电子束熔铸替代真空自耗电弧炉技术是一个必由之路，因此，青海聚能钛业在2008年就启动了引进国外先进电子束冷床熔炼技术，专业化进行钛及钛合金的熔炼加工项目。

“最初，我们的设备都是从国外进口来的，一味地依靠‘洋玩意’会有两种情形：技术受制于人,后期维护会是天价。这样肯定不利于企业的生产和发展。”杜彬说。

技术革新，蜕变发展，这是青海聚能钛业持续发展的动力!在青海聚能钛业决策者看来，如果EB炉电子束设备核心技术联合国内科研机构，走国内结合研发之路，实现国产化是有可能的。

基于这个认识，以及在实际生产中认识到设备国产化的紧迫性，青海聚能钛业提出了EB炉设备国产化的要求。经各方专家及技术骨干几年的努力，于2014年底成功突破关键技术“电子束枪”及“大功率高频高压电源”核心瓶颈技术，并成功制造出样机。杜彬解释说，通过在国外引进设备上，进行替换运行试验性使用，其能力完全能达到国外引进设备的效果。国产化的“电子枪”及“大功率高频高压电源”的成本只有国外设备的两成。效益明显，费用大幅度低于项目预计划支出。

研究初期就是“跟随”。杜彬回忆道：“我们刚起步的研究，就只能是跟随，我们就瞄准他们先进的技术和产品，一路追赶。”

“学习吸收国外同行的先进技术的同时，我们的团队开始自主研发，两条腿走路，将别人的先进技术融化成自己的东西，再转化成自己的技术，当然这确实有难度。”杜彬说。

“2016年，公司钛合金研发进入关键期，为了解决熔炼成分难控制、废料规格形态不一等问题，我采用数值模拟方法进行理论推算，结合公司自己的设备工艺特点，形成了匹配我们自己生产的一套工艺控制方法；然后在实际试验过程中，不断优化工艺参数、重新设计差异化配料及入料规范，成功生产高质量、低成本钛合金铸锭。”杜彬回忆道。

“这是属于我们的第一次成功，为此我们团队连续几个月待在生产一线，仔细核对每一项数据，认真分析每一个问题，有的时候为了达到某一项要求，加班加点成了常态。但大家心中装着任务、想着目标，反而更加有干劲。”杜彬感慨。

一份耕耘一份收获，通过多年的不断努力，青海聚能钛业劳模创新工作室在“电子束冷床熔炼炉国产化”项目中取得了突破性的进展，研制了EB炉关键部件450KW(千瓦)冷阴极电子束枪，为公司节省支出1376万人民币。

研制EB炉高频高压开关电源，公司已将5台自主研制的电源替换进口设备上的原装电源，自主研制的电源成本仅为进口电源的50%，自主研制的电源共节约成本约合265万人民币。

曾几何时，技术不成熟、设备纯进口、原材料缺失、缺少下游企业……一项项难题如同无法逾越的鸿沟阻挡着我国新材料企业前行的步伐。

随着科技的不断进步，国力的不断强大，深处内陆的青海也开始从“中国制造”向“中国创造”转变。

如今，令青海聚能钛业人引以自豪的成绩之一就是：国内电子束冷床熔炼炉占有率曾经完全由国外占主导，而目前10%以上由青海聚能钛业提供。

2020年钛合金铸锭产销量爆发式增长，彻底改变了公司产品结构单一、附加值较低的不利局面。钛合金产销业务正逐步成长为公司发展的重要利润支撑。据统计，2020年，公司年产能达到6000吨，其中钛合金产品1500吨。截至目前，累计生产TC4、TI425等钛合金产品2000余吨，实现销售收入3000余万元。

而今，青海聚能钛业经过十余年的摸索，从无到有，从弱到强，在钛铸锭单体重量、电子束熔炼工艺技术在全国具有一定地位。面对所取得的成绩，青海聚能钛业人坦言：在科技研究的创新路上没有最好，只有更好!

2、真空自耗电弧炉：自耗式和非自耗式真空电弧炉的区别

自耗式和非自耗式真空电弧炉的区别

自耗式真空电弧炉，电极本身就是待精炼的物质，在放电过程中，电极同熔池一起形成电弧，在此工艺过程中电极被熔化。
非自耗式的电极是由高熔点电导性材料组成，尽可能保持稳定的一种电极。一般情况熔池就是炉料。

什么是电胪

利用电热效应供热的冶金炉。电炉设备通常是成套的,包括电炉炉体,电力设备（电炉变压器、整流器、变频器等），开闭器，附属辅助电器（阻流器、补偿电容等），真空设备，检测控制仪表（电工仪表、热工仪表等），自动调节系统，炉用机械设备（进出料机械、炉体倾转装置等）。大型电炉的电力设备和检测控制仪表等一般集中在电炉供电室。同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气氛容易控制，甚至可抽成真空；物料加热快，加热温度高，温度容易控制；生产过程较易实现机械化和自动化；劳动卫生条件好；热效率高；产品质量好等。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。19世纪末出现了工业规模的电炉，20世纪50年代以来，由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展而下降，电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、 感应炉、 电弧炉、等离子炉、电子束炉等。
电阻炉 以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式，电阻炉分为直接加热和间接加热两种。在直接加热电阻炉中，电流直接通过物料，因电热功率集中在物料本身，所以物料加热很快，适用于要求快速加热的工艺，例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度，例如碳素材料石墨化电炉，能把物料加热到超过2500□。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉，在粉末冶金中，常用于烧结钨、钽、铌等制品。采用这种炉子加热时应注意：①为使物料加热均匀，要求物料各部位的导电截面和电导率一致；②由于物料自身电阻相当小，为达到所需的电热功率，工作电流相当大，因此送电电极和物料接触要好，以免起电弧烧损物料，而且送电母线的电阻要小，以减少电路损失；③在供交流电时，要合理配置短网，以免感抗过大而使功率因数过低。
大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体，由它把热能传给炉中物料（图1 间接加热电阻炉）。这种电炉炉壳用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料，内放物料。最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要，炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏，必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉（＜10千瓦）单相供电，大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料，宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉,多数装置鼓风机，以强化炉内传热，保证均匀加热。用于熔化易熔金属（铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等）的电阻炉，可做成坩埚炉；或做成有熔池的反射炉，在炉顶上装设电热体。电渣炉是由溶渣实现电热转变的电阻炉（见电渣重熔）。
感应炉 利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加交流电压，产生交变的电磁场，导电的物料放在感应圈中,因电磁感应在物料中产生涡流,受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料；所以，也可认为感应电热是一种直接加热式电阻电热。
感应电热的特点是在被加热物料中转变的电热功率（电流分布）很不均匀，表面最大，中心最小，称为趋肤效应。为了提高感应加热的电热效率，供电频率要合宜，小型熔炼炉或对物料的表面加热采用高频电，大型熔炼炉或对物料深透加热采用中频或工频电。感应圈是电感量相当大的负载，其功率因数一般很低。为了提高功率因数，感应圈一般并联电容器，称为补偿电容。感应圈和物料之间的间隙要小，感应圈宜用方形紫铜管制作，管内通水冷却，感应圈的匝间间隙要尽量小，绝缘要好。感应加热装置，主要用于钢、铜、铝和锌等的熔铸，加热快，烧损少，机械化和自动化程度高，适合配置在自动作业线上。
工业上应用的感应熔化炉有坩埚炉(无芯感应炉)和熔沟炉(有芯感应炉),见图2感应炉炉体结构示意。坩埚用耐火材料或钢制成，容量从几公斤到几十吨。其熔炼特点是坩埚中熔体受电动力作用，迫使熔池液面凸起，熔体自液面中心流向四周而引起循环流动。这种现象称为电动效应，可使熔体成分均匀，缺点是炉渣偏向周边，覆盖性差。与熔沟炉比较，坩埚炉操作灵活，熔炼温度高，但功率因数低，电耗较高。熔沟炉的感应器由铁芯、感应圈和熔沟炉衬组成，熔沟为一条或两条带状环形沟，其中充满与熔池相联通的熔体。在原理上，可以把熔沟炉看作是次级只有一匝线圈而且短路的铁芯变压器。感应电流在熔沟熔体中流动，而实现电热转变。
生产中，每炉金属熔炼完毕后,不能把熔池放空,不然容易干枯，一定要保留一部分熔体作为下一炉的起熔体。熔沟温度比熔池高，又承受熔体流动的冲刷，所以熔沟炉衬容易损坏，为便于维修，现代炉子的感应器制成便于更换的装配件。熔沟炉的容量从几百公斤到百余吨。熔沟炉供工频电，由于有用硅钢片制作的铁芯作磁通路，电效率和功率因数都很高。熔沟炉主要用于铸铁、铜、锌、黄铜等的熔化，还可作为混熔沪，用来贮存和加热熔体。
电弧炉 利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电炉（图3电弧炉类型）。按加热方式分为三种类型:①间接加热电弧炉。电弧在两电极之间产生，不接触物料，靠热辐射加热物料。这种炉子噪声大,效率低,渐被淘汰。②直接加热电弧炉。电弧在电极与物料之间产生，直接加热物料；炼钢三相电弧炉是最常用的直接加热电弧炉（见电弧炉炼钢）。③埋弧电炉，亦称还原电炉或矿热电炉。电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料；常用于冶炼铁合金（见铁合金电炉），熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜），以及生产电石（碳化钙）等。
真空电弧炉是在抽真空的炉体中用电弧直接加热熔炼金属的电炉。炉内气体稀薄，主要靠被熔金属的蒸气发生电弧，为使电弧稳定，一般供直流电。按照熔炼特点，分为金属重熔炉和浇铸炉。按照熔炼过程中电极是否消耗（熔化），分为自耗炉和非自耗炉，工业上应用的大多数是自耗炉。真空电弧炉用于熔炼特殊钢、活泼的和难熔的金属如钛、钼、铌（见真空冶金）。
电弧电热可以认为是弧阻电热。电弧（弧阻）稳定是炉子正常生产的必要条件。交流电弧炉通常采用工频电,为使电弧稳定,炉子供电电路中要有适当的感抗，但是存在感抗会降低功率因数和电效率。降低电流频率是发展交流电弧炉的途径。弧阻阻值相当小，为获得必要的热量，炉子需要相当大的工作电流，因此炉子短网的电阻要尽量小,以免电路损耗过大。对于三相电弧炉,要使三相的阻抗接近一致，以免三相负荷不平衡。
等离子炉 利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉。产生等离子体的装置，通常叫作等离子枪，有电弧等离子枪和高频感应等离子枪两类。把工作气体通入等离子枪中，枪中有产生电弧或高频(5～20兆赫)电场的装置,工作气体受作用后电离，生成由电子、正离子以及气体原子和分子混合组成的等离子体。等离子体从等离子枪喷口喷出后，形成高速高温的等离子弧焰，温度比一般电弧高得多。最常用的工作气体是氩，它是单原子气体，容易电离，而且是惰性气体，可以保护物料。工作温度可高达20000□;用于熔炼特殊钢、钛和钛合金、超导材料等。炉型有配置水冷铜结晶器炉、 中空阴极式炉、 配置感应加热的等离子炉、有耐火材料炉衬的等离子炉等（见等离子冶金）。
电子束炉 用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉（图4电子束炉示意）。在真空炉壳内,用通低压电的灯丝加热阴极，使之发射电子，电子束受加速阳极的高压电场的作用而加速运动，轰击位于阳极的金属物料，使电能转变成热能。因为电子束可经电磁聚焦装置高度密集，所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉用于熔炼特殊钢、难熔和活泼金属。
工业上用的电炉分类为两类：周期式作业炉和连续式作业炉。
周期式作业炉分为：箱式炉、密封箱式炉，井式炉，钟罩炉，台车炉，倾倒式滚筒炉。
连续式作业炉分为：窑车式炉，推杆式炉，辊底炉，振底炉，转底炉，步进式炉，牵引式炉，连续式滚筒炉，传送带式炉等。其中传送带式炉可分为：有网带式炉、冲压链板式炉、铸链板式炉等。..

关于废电池的资料。。。

废电池，就是使用过而废弃的电池。废电池对环境的影响及其处理方法尚有争议。很多人都认为废电池对环境危害严重，应集中回收。而中国国家环保总局有关人士却认为以前有关废电池危害环境的报道缺乏科学依据。而中国对废电池的回收还没有太大反应。
危害
电池主要含铁、锌、锰等重金属元素，此外还含有微量的汞，汞是有毒的物质。有报道笼统地说，电池含有汞、镉、铅、砷等物质，这是不准确的。事实上，群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。
资料显示，3000吨可以回收杂锌锭141吨、冶金二氧化锰300吨、铁皮260吨、电解锌181吨、电解二氧化锰340吨、铁皮500吨，价值相当于国家开发两个中型矿山的费用，更何况这些都是不可再生的一次性资源。
汞危害
汞的挥发温度低，是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞，在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中，如密闭措施不够完备，释放到空气中的汞（蒸气）对操作人员的健康影响很大。
电池中虽然含有汞，但由于是添加剂，其含量很少。即便是高汞电池，含汞量一般也在电池重量的千分之一以内。中国电池行业全年的用汞量，大体上与一个汞法聚氯乙烯，或汞法炼金，或高汞铅锌矿采选的企业年排放废水中的含汞量相当。由于电池消费区域大，含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后，对环境的影响比前述一个化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多，况且电池使用了不锈钢或碳钢做外包皮，有效地防止了汞的外漏。因而废电池分散丢弃在生活垃圾中，其危害微乎其微，在客观上不可能造成水俣病之类的危害。日本的水俣病是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水，下游水系中汞逐渐累积造成的。
回收方法
1. 废镍氢电池
1.1失效负极合金粉的回收处理
将失效MH/Ni电池外壳剥开，从电池芯中分选出负极片，用超声波震荡和其它物理方法，得到失效负极粉，再经化学处理得到处理后的负极粉，将此负极粉压片，在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3～4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层，将其破碎，混合均匀后，用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各元素的百分含量，根据储氢合金元素流失的不同，以镍元素的含量为基准，补充其它必要元素，再进行冶炼，最终得到性能优良的回收合金。
1.2失效MH/Ni电池负极合金的回收
将失效负极粉采用化学处理的方法，利用处理液对合金表面的浸蚀，破坏合金表面的氧化物，但又要使合金中未氧化的其它元素及导电剂受到的浸蚀影响降至最小。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液，将失效合金粉在室温下处理0.5h，再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出，AB5型储氢合金的主体结构没有变，仍属于CaCu5型六方结构，但负极粉中Al(OH)3和La(OH)3的杂相基本完全消失，说明这些氧化物经化学处理后，表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉，做充放电性能对比，经过化学处理的失效负极粉的放电比容量比未经化学处理的失效负极粉高23mAh·g-1，说明经过化学处理以后，由于表面氧化物被大部分除去，使失效负极粉中储氢合金的有效成分增加。XPS测试结果表明，负极粉表面镍原子的浓度由化学处理前的6.79%升高到9.30%，这说明经过化学处理以后，合金的表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这不但提高了储氢电极的电催化活性，而且也提供了氢原子的扩散途径，因而使电极的放电性能提高。但经过化学处理的失效负极粉与制作电池用的原合金粉相比较，放电比容量仍低90mAh·g-1，一方面可能是由于合金的氧化不仅仅是局限于表面，也可能会深入到合金的内部，化学处理仅仅是将表面的氧化物除去，颗粒内部的深层氧化并没有被完全除去；另一方面可能是由于合金的粉化使比表面积增大，同时使合金与O2反应以及受电解液的腐蚀更加容易，两方面原因共同作用导致合金的放电性能下降。所以，仅仅通过化学处理的方法并不能使失效负极恢复功能，还需进行熔炼处理。
将上述经过化学处理的负极粉，于非自耗电弧炉中进行第一次冶炼。将所得合金铸锭抛光，去除表面杂质后，分析各元素含量，结果可以看出合金中的元素含量偏离原合金，镍含量远大于原合金粉中的镍含量，这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂，为了有效的利用它，以它为基准，调整其它元素的含量使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比，进行第二次冶炼。冶炼后，将得到的合金铸锭破碎，研磨后，测其结构，为CaCu5型，没有其它杂相生成。
将回收的合金粉做充放电性能测试，可以看出，回收合金粉的放电容量比失效负极粉高约100mAh·g-1，与原合金粉的放电容量相比基本相同，并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右，这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。
2. 废锂离子二次电池
采用碱溶解→酸浸出→P204萃取净化→P507萃取分离钴、锂→反萃回收硫酸钴和萃余液沉积回收碳酸锂的工艺流程，从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂。实验结果表明：碱溶解可预先除去约90%的铝，H2SO4+H2O2体系浸出钴的回收率达到99%以上；P204萃取净化后，杂质含量为Al3.5mg/L、Fe0.5mg/L、Zn0.6mg/L、Mn2.3mg/L、Ca<0.1mg/L；用P507萃取分离钴和锂，在pH为5.5时，分离因子βCo/Li可高达1×105;95℃以上用饱和碳酸钠沉积碳酸锂，所得碳酸锂可达零级产品要求，一次沉锂率为76.5%。
锂离子二次电池由外壳和内部电芯组成，外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳；电池的内部电芯为卷式结构，主要由正极，负极，隔离膜，电解液组成。一般电池的正极材料由约90%钴酸锂活性物质，7%～8%乙炔黑导电剂和3%～4%有机粘和剂，均匀混合后涂抹于厚度约20μm铝箔集流体上；电池的负极由约90%负极活性物质碳素材料，4%～5%乙炔黑导电剂和6%～7%粘和剂均匀混合后涂抹在厚度为15μm铜箔集流体上。正负极的厚度约0.18～0.20mm，中间用厚度约10μm隔离膜隔开，隔离膜一般用聚乙烯或聚丙烯膜，电解液为六氟磷酸锂的有机碳酸酯溶液。将废旧锂离子二次电池除去包装及外壳，取出电芯，分离出正极材料。

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