November 1, 2025
진공 소모 아크로 (VAR)의 작동 원리 및 특징
세계’최초의진공 소모 아크로 (VAR)는 1950년 미국에서 처음 소개되었습니다. 이 유형의 전기로는 진공 챔버 내에서 금속을 용융하기 위해 전기 아크 에너지를 사용합니다. 주로 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴과 같은 반응성 및 내화성 금속을 용융하는 데 사용되며, 내열강, 스테인리스강, 공구강, 베어링강을 생산하는 데에도 사용됩니다. 1950년대 초 슈퍼합금 재용융에 처음 적용된 이후, VAR 공정은 뛰어난 성능을 보여주며 고온 합금 및 특수강 재용융을 위한 중요한 방법으로 자리 잡았습니다.
1. VAR로의 작동 원리
작동 중, 용융된 방울이 소모 전극의 하단에서 형성되어 용융 풀로 떨어집니다. 이 방울 형성 및 이동 과정 동안 특정 물리적 및 화학적 반응이 일어나 특정 기체 불순물을 제거할 수 있습니다. VAR의 주요 특징은 용융이 수냉식 구리 도가니(결정화기) 내에서 이루어진다는 것입니다. 이 설계는 용융 금속과 내화 라이닝 간의 상호 작용으로 인해 발생할 수 있는 오염을 제거합니다. 동시에, 용융 금속은 강렬한 수냉 하에서 응고되어 수축 기공이 없는 균일하고 밀도가 높은 잉곳을 생성합니다.
VAR 공정은 저전압 및 고전류에서 작동하는 직류(DC) 아크를 사용하여 수행됩니다. 아크는 처음에 소모 전극의 끝과 도가니 바닥 사이에서 발생하여 전극과 용융 풀 사이에 고온 아크 플라즈마 영역을 생성합니다. 이 극심한 열은 전극 끝을 용융시킵니다. 산화물 및 질화물과 같은 전극 내의 비금속 개재물은 진공 및 고온의 결합된 효과 하에서 해리되거나 환원되어 추가 정제를 달성합니다.
VAR 공정은 가스, 비금속 개재물 및 특정 저융점 유해 불순물을 효과적으로 제거하므로, 결과적으로 얻은 재료는 핫 및 콜드 가공성, 가소성, 기계적 특성 및 물리적 특성이 현저하게 향상됩니다. 특히, 이방성(종방향 및 횡방향 특성 간의 차이)이 감소하여 재료 성능의 안정성, 일관성 및 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.
2. VAR 공정의 주요 특징
요약하면, 진공 소모 아크로는 다음과 같은 장점을 제공합니다:
(1) 고순도 용융: 이 공정은 진공 하에서 수행되며 전극과 응고 잉곳 사이에 슬래그나 이물질이 없어 재용융 중 오염을 방지합니다.
(2) 효과적인 탈기: 용융 금속은 진공에 직접 노출되어 수소, 질소 및 산소와 같은 가스를 효과적으로 제거할 수 있습니다.
(3) 개재물 제어: 비금속 개재물은 밀도가 낮기 때문에 용융 풀 상단으로 부유하는 경향이 있어 매우 순수한 내부 잉곳 구조에 기여합니다.
(4) 급속 응고: 수냉식 구리 도가니를 사용하면 매우 빠른 냉각 속도를 보장하여 편석이 최소화된 균일한 잉곳 구조를 얻을 수 있습니다.
(5) 합금 유연성: 진공 환경은 상당량의 합금 원소를 첨가할 수 있도록 하여 고급 합금강 생산을 용이하게 합니다.
(6) 생산성 향상: 짧은 탭핑 시간은 더 높은 장비 생산성과 생산 비용 절감에 기여합니다.
현재, VAR로는 15~200톤의 용량으로 제공됩니다. 가열, 탈기 및 합금 조정과 같은 공정은 진공 하에서 지속적으로 수행됩니다. 완전 밀폐형 설계는 종종 증기 분사 진공 펌프와 결합되어 환경 오염이 없는 깨끗한 용융 작업을 제공합니다.
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