Испарение в вакуумной индукционной печи

При плавке в вакуумной индукционной печи из металла испаряются примеси и компоненты с высокой упругостью паров. При выплавке чистых металлов, например для электронной промышленности, удаление из металла следов испаряющихся примесей способствует улучшению качества металла, но испарение из ванны легирующих компонентов затрудняет контроль химического состава сплава. Количество испаряющегося металла зависит от давления, температуры и времени.

На фиг. 7 показана зависимость упругости паров металла от температуры. Для получения упругости пара расплавленного металла необходимо величину, полученную из кривых фиг. 7, умножить на его активность. Если же активность неизвестна, можно приближенно применить закон

Рауля и приравнять активность к молярной доле. Элементы, кривые давления паров которых лежат слева от линии железа, особенно марганец и хром, представляют интерес при вакуумной индукционной плавке.

Максимальная скорость испарения для данного металла выражается следующим уравнением.

Это уравнение можно использовать для определения скорости испарения элементов из металла при вакуумной плавке, если заменить упругость пара парциальным давлением.

Как установлено ранее, парциальное давление зависит от активности компонента в расплаве. На фиг. 8 [20] показаны потери хрома из хромоникелевого расплава в небольших плавках. На фиг. 9 представлены потери марганца из высокомарганцовистой подшипниковой стали. В обоих случаях потери являются функцией времени, и в практических условиях они меньше по сравнению с расчетными. Одной из причин этого является то, что над поверхностью ванны аккумулируется облако тяжелого металлического пара, замедляющее испарение. Часть тигля, выступающего над поверхностью металлического зеркала, и крышка тигля (при ее использовании) действуют как конденсаторы пара. Другая причина состоит в том, что перенос летучих веществ в сплаве к его поверхности может являться контролирующей ступенью процесса.