20世纪50年代,苏联科学院西伯利亚分院朱可夫领导并开始了低温等离子体的研究,以解决飞行器再入大气层的高温烧蚀问题,建立了电弧风洞。该项目与美国国家航空航天局的等离子体研究工作同步,是世界公认的等离子体研究中心。
于90年代陆续出版了20卷的《低温等离子体丛书》,其中的第17卷和第20卷已由中国科学院力学所、等离子体所的邱励俭和陈明周两位专家学者翻译出版。
等离子冶炼技术起源于20世纪60年代,主要推动力是航空航天、核能等国防工业对尖端金属材料的需求。
现在,科学家们已经建立了完善的等离子冶炼理论,解决了一系列涉及工业推广应用的实践问题。苏联曾用等离子冶炼技术炼制了40余个牌号的钢材。在金属的纯洁度、夹杂分布、晶体组织结构等方面,等离子技术与电渣重熔、激光和电子束重熔、真空感应熔炼等技术不相上下,在一些领域甚至有独特作用。
在真空冶金工艺装备中,等离子冷床熔炼技术工艺在大型金属铸锭、板坯(如钛合金、特殊钢)等制备中作用尤为重要,国内大型钢铁制造企业和科研单位引进了美国Retech公司和德国ALD公司的等离子冷床炉,等离子枪的总功率已达MW,最大钛锭超过7吨。
等离子冷床熔炼对于去除高、低密度夹杂物的效果显著,但工艺开发难度大、生产成本高、稳定性差,抑制了等离子冶炼技术的快速发展。此外,大功率等离子枪对氦气的使用量大,对气体提纯和回收装置的建立又提出了新的要求。随着技术的发展,等离子冶金技术再次回到人们的视野。
本文试图介绍电弧等离子冶炼的几个基本特点,希望引起更多冶金专家和设备研制专家的