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磐一(西安)装备技术有限公司 5吨1800KW电子束冷床熔炼EB炉首锭出炉 试车成功
此设备的试车成功,将有利于提升中小企业高性能钛合金的生产能力和低成本的生产优势,增强市场竞争力;有利于进一步提升残钛回收能力,实现材料的循环利用等。
电子束冷床水平熔炼EB炉是难容金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛)熔炼和提纯的新型专用设备。由于在高真空下进行熔炼,过程中过热温度高,维持液态的时间长,能够充分有效地发挥对材料的精炼提纯作用。较传统的真空自耗电弧炉相比,EB炉具有很强的去除高低密度夹杂物的能力,铸锭不产生偏析。可用于各种等级的海绵钛、100%钛残料为原料熔铸出合格的钛锭。铸锭形状有圆锭、扁锭、环形锭,可满足各种钛材的直接轧制成材率高。
磐一(西安)装备技术有限公司--海绵钛压块油压机的自动混料上料系统 钛合金自动称重与混料系统,钛合金混布料生产线, 钛合金混布料装置安装完成;
海绵钛钛合金混布料称重系统主要包括:
海绵钛自动上料装置、海绵钛及合金存储料仓及振动送料装置、海绵钛及合金自动称重配料装置、TiO2粉料仓及螺旋送料装置、TiO2称重配料装置,海绵钛及合金等复称装置、汇总及转运传送装置、搅拌混料装置、钢结构平台装置、电气控制系统装置等组成。
磐一(西安)装备技术有限公司生产的国产大功率5吨海绵钛钛合金电子束水平冷床熔炼EB炉在宝鸡点火试车
电子束冷床水平熔炼EB炉是难容金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛)熔炼和提纯的新型专用设备。由于在高真空下进行熔炼,过程中过热温度高,维持液态的时间长,能够充分有效地发挥对材料的精炼提纯作用。较传统的真空自耗电弧炉相比,EB炉具有很强的去除高低密度夹杂物的能力,铸锭不产生偏析。可用于各种等级的海绵钛、100%钛残料为原料熔铸出合格的钛锭。铸锭形状有圆锭、扁锭、环形锭,可满足各种钛材的直接轧制成材率高。
磐一(西安)装备技术有限公司可根据用户工艺进行定制化设计,满足客户的要求;
电子束熔炼以其杰出的精炼能力而著称,并且在热源上具有高度的灵活性。因此非常适合于在水冷无陶瓷铜模下利用高真空对金属和合金进行重熔和精炼。当今,该工艺主要用于耐火材料和活性金属( 钨 、 钽 、 钼 、 铌 、 铪 、 钒 、 锆和钛) 及其合金的生产。其在高纯度金属溅镀靶材和电子合金的制造以及钛屑回收方面发挥着重要的作用。
电子束冷床熔炼EB炉是难容金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛)熔炼和提纯的新型专用设备。由于在高真空下进行熔炼,过程中过热温度高,维持液态的时间长,能够充分有效地发挥对材料的精炼提纯作用。较传统的真空自耗电弧炉相比,EB炉具有很强的去除高低密度夹杂物的能力,铸锭不产生偏析。可用于各种等级的海绵钛、100%钛残料为原料熔铸出合格的钛锭。铸锭形状有圆锭、扁锭、环形锭,可满足各种钛材的直接轧制成材率高。电子束冷床熔炼EB炉在未来可能将逐步取代真空自耗电弧炉。
此双电子枪电子束熔炼EB炉项目的完成对材料科学研究领域将起到重大作用。
随着大功率电子束冷床熔炼EB炉首台“中国造”之后,磐一装备不断突破自我,技术革新,实现了核心技术完全国产化过程,在冷阴极电子枪系统和高压电源及电子束流控制系统领域技术更加成熟;
此10吨电子束冷床熔炼EB炉出锭成功,说明我们在熔炼工艺领域也更加成熟稳定,为将来技术的不段更新做好了准备。
EB炉熔炼高压电源及电子束流控制系统是由磐一装备自主研发的大功率高压直流电源系统。此电源系统全部采用20kHz以上高频逆变零电压全桥段开关技术,改变了传统工频电 源体积大、重量重、效率低等缺点,提高了效率,更为节能和环保。冷阴极气体放电电子枪 电源是由一台加速主高压电源组成;热阴极电子枪电源系统内部集成了灯丝电源和 副高压电源(小高压)和主高压电源。
磐一(西安)装备技术有限公司专业设计的电子束区域熔炼设备由炉体部分、夹料部分、真空系统部分、电子枪部分、高压电源部分、自动控制系统、水冷系统等组成。要求整体结构紧凑,布局合理,维修维护方便。
(1)炉体部分:炉体为立式结构,包括304L不锈钢炉体、不锈钢炉门、碳钢架体等配件。
(2)温度控制系统:加热部分、测温控温仪表等。
(3)电子枪:电子枪有三块聚束极和一块紫铜底板以及灯丝和相关高压绝缘件组成。
(4)真空与气氛控制系统:真空泵、真空测量装置、管道、阀门、接口等。管道、阀门一律采用不锈钢或更优质材质。
(5)电子枪移动系统:电子枪移动系统应带有水冷系统,由不锈钢制造,伺服电动缸进行传动。
(6)集成控制系统:可将炉体、真空系统、温控系统等相关仪表的控制集成到控制台)。
(7)冷却水循环系统:工艺冷却水循环管道、阀门均采用不锈钢或更优材质,以确保水质稳定。
(8)安全连锁装置与预警系统:冷却水和气氛控制中超压和冷却能力不足时,有安全连锁和必要预警。
电子束区域熔炼是一个复杂的物化提纯过程,材料中的杂质由于在固态和液态中的分配系数不同,经过区熔生长被驱赶到料棒的末端而起到提纯作用。对于金属杂质来说,其去除不仅依靠区熔提纯,依靠高温下的直接蒸发。气体和其它依靠高真空下的脱气和化学反应去除。
此项目的圆满完成,标志着此项技术真正实现了“中国造”;
在现代材料科学与冶金工业领域,电子束熔炼炉作为一种先进的特种熔炼设备,正发挥着越来越关键的作用。它利用高能量的电子束作为热源,在高真空环境下实现对金属材料的高效熔炼与精炼,为众多高端产业提供了不可或缺的优质材料。
一、工作原理与结构组成
电子束熔炼炉的工作基于电子的高速运动与能量转换。在高真空条件下(通常为10⁻³ - 10⁻⁴ Pa),阴极在高压电场作用下发射电子,这些电子汇聚成束,并在加速电压的驱使下,以极高速度射向阳极,也就是待熔炼的金属物料。当电子束轰击物料时,其动能迅速转化为热能,使金属迅速熔化 。以熔炼钛金属为例,电子束能够在短时间内将钛原料加热至超过1668℃的熔点,实现高效熔炼。
二、独特优势
1. 超高纯度熔炼:高真空环境(10⁻³ - 10⁻⁴ Pa)有效避免金属与外界杂质接触,同时电子束高温能使金属中蒸气压高于基体的杂质挥发,如熔炼钽时,可有效去除其中的氧、氮等杂质,制备出纯度达99.99%以上的高纯钽 。
2. 精确温度与熔炼控制:通过调节电子束的功率、扫描速度和聚焦位置,能精准控制熔池温度及其分布,精确控制熔炼过程,确保金属成分均匀,对于制备高性能合金至关重要,如在镍基高温合金熔炼中,可精确控制各元素比例,保证合金性能稳定 。
3. 适应多种材料:特别适合难熔金属(如钨、钼、钽、铌等)和活性金属(如钛、锆等)熔炼,这些金属熔点高、化学性质活泼,传统熔炼方法难以满足要求,电子束熔炼炉则能轻松应对 。
4. 环保节能:与传统熔炼方法相比,电子束熔炼过程无有害气体排放,且能量利用率较高,减少了对环境的污染和能源消耗 。
三、应用领域
1. 航空航天:为航空发动机制造提供高温合金、钛合金等关键材料,这些材料需具备高强度、耐高温、低密度等特性,电子束熔炼炉制备的材料能满足航空航天领域严苛要求,如用于制造发动机叶片、涡轮盘等关键部件 。
2. 电子信息:在半导体制造中,电子束熔炼的高纯度金属用于制作溅射靶材,如高纯铝、铜、钽靶材等,确保芯片制造过程中薄膜沉积的质量和精度,提升芯片性能和可靠性 。
3. 医疗领域:制备生物相容性良好的钛合金等材料,用于制造人工关节、牙科植入物等医疗器械,其高纯度和良好的机械性能有助于提高医疗器械使用寿命和安全性 。
4. 新能源:在新能源电池材料制备中发挥作用,如制备高纯度锂合金电极材料,改善电池充放电性能和循环寿命,推动新能源汽车和储能技术发展 。
四、发展现状与趋势
近年来,电子束熔炼炉技术不断创新。国内磐一(西安)装备技术有限公司已成功开发最大800kw功率电子枪并应用于不同领域;并可根据用户工艺定制设备。在国际上我们的电子束熔炼炉技术也处于领先水平,不断推出新的设备和工艺 。
未来,真空电子束熔炼炉将朝着智能化、大型化和多功能化方向发展。智能化方面,通过引入人工智能和自动化控制技术,实现熔炼过程的全自动化监控与优化,提高生产效率和产品质量稳定性;大型化旨在满足大规模工业生产需求,提升单次熔炼量;多功能化则是开发具备多种熔炼工艺和材料处理能力的设备,拓展应用范围 。
磐一(西安)装备技术有限公司专注于电子束核心技术研发,电子枪功率覆盖50KW到800KW,已投入生产使用的电子枪数量超300台套。我们以高压电源、电子束电子枪扫描技术为核心不断扩展,自主研发的冷阴极电子束电子枪、热阴极电子束电子枪及电子束熔炼炉、水平炉、轰击炉、电子束区域熔炼炉(EB炉)等产品,凭借高精度的束流控制与稳定的性能输出,广泛应用于难熔金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆、钛)、稀土等材料熔炼、提纯、真空镀膜、电子束焊接等高端制造领域。其中,针对航空航天、半导体等领域对钛合金、高纯钽、高纯铌、高纯铜等及其合金的严苛需求,公司开发的高真空电子束熔炼技术可有效降低材料杂质含量,提升金属致密度;在新能源电池材料生产环节,电子束加热系统能够实现对电极材料的均匀改性,助力提升电池充放电效率与安全性。
同时,依托深厚的技术积累,我们构建了从电子束电子枪结构设计、高压电源开发到偏转扫描系统集成的全链条电子束技术体系,可为客户提供定制化的电子束应用解决方案。公司拥有专业的技术研发团队,其中高级工程师占比超35%,并与多所重点高校及科研机构建立产学研合作,通过联合攻关突破了多项“卡脖子”技术,获得国家专利10余项,参与制定多项行业标准。此外,我们搭建了涵盖设备安装调试、操作培训、售后维护的一站式服务体系,7×24小时响应机制确保客户设备高效稳定运行。
未来,公司将持续加大研发投入,聚焦电子束技术与智能制造、新能源等新兴产业的深度融合,重点攻克低能耗电子枪、智能化束流控制系统等前沿技术。通过建设数字化生产车间与智能研发平台,推动产品向小型化、集成化、智能化方向升级;积极布局海外市场,参与国际电子束技术标准制定,致力于成为全球领先的真空电子束装备技术服务商,以创新驱动行业发展,为全球高端制造业提供坚实的技术支撑。
热烈祝贺我司成功研制800kW单电子枪功率的电子束熔炼炉并投入使用,这一成果在真空电子束熔炼中提升熔炼效率、拓展材料应用等方面具有重要意义。
一、技术突破的核心价值
功率升级的技术亮点:800kW单电子枪功率突破了传统电子束熔炼设备的功率瓶颈,意味着电子束能量密度更高,可实现对高熔点、难熔金属(如钨、钽、钼、铌、铪、钒、锆和钛、钛合金等)的快速熔化与精炼,熔炼效率较传统设备提升约30%-50%。
设备性能优势:高功率电子枪配合精密的束流控制技术,可精准调节熔炼温度和熔池状态,减少金属杂质残留,提升材料纯度,同时降低能耗成本。
二、拓展应用场景与行业价值
(一)材料制备领域
高端金属材料生产:适用于航空航天领域的钛合金构件、半导体行业的高纯钨靶材、医疗器械用钴铬合金等,满足高精度、高可靠性的材料需求。
稀有金属回收与提纯:对稀土金属、贵金属废料进行高效熔炼回收,减少资源浪费,符合绿色制造趋势。
(二)工业生产升级
批量生产效率提升:高功率设备可缩短单次熔炼周期(如传统设备需2小时的熔炼任务,现可压缩至1.2小时),适配大规模工业化生产需求。
定制化材料研发:为科研机构和企业提供更强的材料研发支撑,助力新型合金、复合材料的实验与量产。
(三)行业竞争力突破
打破进口设备垄断:高功率电子束熔炼炉此前多依赖欧美进口,贵司的技术突破可推动国产设备在高端市场的替代,降低行业设备采购成本。
引领技术标准升级:有望成为国内同类型设备的技术标杆,带动电子束熔炼技术在新能源、高端制造等领域的深度应用。
三、未来技术延伸方向建议
多枪协同技术研发:在800kW单枪基础上,可探索多电子枪联动控制技术,进一步提升熔炼规模。
智能化系统集成:结合AI算法优化电子束轨迹控制,实现熔炼过程的自动化监控与参数自适应调节,降低人工操作难度。
真空系统优化:配套升级高真空度腔体技术(如达到10⁻⁴Pa以下),进一步提升金属材料的纯净度,拓展在半导体、核聚变等尖端领域的应用。
再次祝贺我司取得这一技术突破!该成果不仅是企业技术实力的体现,更将为国内高端制造产业链的自主化发展注入新动力。
磐一(西安)装备技术有限公司又一3150kw钛合金10吨电子束熔炼(EB)炉生产调试完成标志着我司电子枪 、高压电源及控制系统应用更加成熟,更加稳定
电子束熔炼以其杰出的精炼能力而著称,是难容金属(钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛)熔炼和、提纯的新型专用设备。由于在高真空下进行熔炼,过程中过热温度高,维持液态的时间长,能够充分有效地发挥对材料的精炼提纯作用。
整个电子束冷床熔炼炉由炉体部分、进料系统、连续拉锭系统、电子束加热装置、坩埚结晶器、真空系统部分、高压电源部分、自动控制系统、水冷系统等部分组成。
磐一(西安)装备技术有限公司又一海绵钛钛合金自动称重与混配料系统钛合金混料布料配料自动称重装置生产线预验收完成
海绵钛钛合金全自动混布料称重系统为海绵钛压块机电极提供磁选、光电色选自动挑料、自动称重及混料系统,与海绵钛压块机相连接,范围从海绵钛桶倒料开始,直至进入海绵钛压机压制成模块。
海绵钛钛合金混布料称重系统主要包括:海绵钛自动上料装置、海绵钛及合金存储料仓及振动送料装置、海绵钛及合金自动称重配料装置、TiO2粉料仓及螺旋送料装置、TiO2称重配料装置,海绵钛及合金等复称装置、汇总及转运传送装置、搅拌混料装置、钢结构平台装置、电气控制系统装置等组成。
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