概论 1
第1章 低温等离子体的物理现象、性能与特点 5
1.1 电弧与等离子体的基本过程 5
1.2 获得低温等离子体的方法 7
1.3 等离子火焰的温度 9
1.4 低温等离子体的基本特性 10
1.5 等离子电弧稳定燃烧的条件和直流电弧调节办法 16
1.6 生成等离子体的工艺性气体 21
1.6.1 氩气 21
1.6.2 氦气 23
1.6.3 氮气 24
1.6.4 氢气 24
第2章 低温等离子体发生器 26
2.1 等离子枪的分类及特征 26
2.2 电弧等离子枪 26
2.2.1 射流式电弧等离子枪 28
2.2.2 直接作用电弧等离子枪 35
2.2.3 冶炼用电弧等离子枪的结构特点 43
2.2.4 直流等离子枪 51
2.2.5 交流等离子枪 55
2.2.6 带等离子电极的等离子枪 66
2.2.7 交流等离子加热设备 71
2.2.8 浸入式等离子枪 72
2.2.9 带空心石墨电极的等离子电弧加热器 75
2.2.10 真空等离子枪 77
2.2.11 用电磁力稳定电弧的水冷非自耗电极 81
2.2.12 自耗等离子枪 85
2.3 感应等离子枪 87
2.4 等离子体燃料燃烧器 91
第3章 等离子体加热条件下金属熔体与气体的相互作用 94
3.1 金属熔体与气体多相反应的基本规律 94
3.2 等离子体加热过程中对金属熔池的热传递 98
3.3 等离子体熔炼金属过程中气体交换的基本规律 100
3.4 等离子熔炼过程中金属熔体吸收氮气和氢气的动力学规律 104
3.5 合金元素对金属熔体从等离子体中吸收气体的影响 107
3.6 活泼金属吸收氮气的特点 113
第4章 等离子体加热在冶金工业中的应用 118
4.1 矿石还原 119
4.2 在有耐火材料内衬的等离子电弧炉中熔炼金属与合金 132
4.3 在水冷坩埚和结晶器中用等离子电弧重熔金属与合金 147
4.3.1 等离子电弧凝壳熔炼 147
4.3.2 在水冷结晶器中进行的等离子电弧重熔与成锭 156
4.4 熔炼和加工金属熔体与钢锭的特种方法 161
4.4.1 用等离子加热源在钢包炉中加工金属 161
4.4.2 用低温等离子体重熔金属坯料表层 168
4.4.3 培养难熔金属单晶体 179
4.4.4 制备颗粒状金属粉末 185
4.4.5 制备非晶态和微晶态结构的金属带材 189
第5章 带水冷结晶器等离子电弧炉的结构特点 195
5.1 等离子电弧炉的结构件、执行机构和保障系统 195
5.1.1 熔炉框架 195
5.1.2 熔炼室 195
5.1.3 等离子枪及其控制机构 196
5.1.4 结晶器 197
5.1.5 底座 197
5.1.6 自耗坯料供料机构 198
5.1.7 抽锭机构 200
5.1.8 存锭室 201
5.1.9 水冷系统 202
5.1.10 等离子气源供给、净化和循环系统 202
5.1.11 真空系统 203
5.1.12 等离子枪电源系统 204
5.1.13 锁定和信号报警系统 204
5.2 用于金属与合金提纯或用氮气进行合金化的熔炉 205
5.3 用于重熔钛回炉料的熔炉 211
5.3.1 重熔薄板状钛回炉料的U-599型等离子电弧炉 211
5.3.2 重熔低等级海绵钛的UP-100型等离子电弧炉 218
第6章 带水冷结晶器的等离子重熔工艺 235
6.1 在等离子电弧炉中用氮气对钢与合金进行合金化 236
6.2 利用含氢等离子体进行金属与合金脱氧 244
6.3 等离子电弧重熔时的提纯过程 250
6.3.1 在惰性气体中进行提纯重熔 250
6.3.2 清除非金属夹杂物的提纯 255
6.3.3 利用等离子体和炉渣进行金属脱硫 259
6.3.4 利用氧气进行金属脱碳 263
6.3.5 通过蒸发夹杂物实现提纯 265
第7章 等离子体加热在铸造生产中的应用 270
7.1 电磁感应现象及其基本规律 270
7.2 电磁场内的热量释放与导体加热特性 274
7.3 金属感应熔炼方法与熔炼设备分类 278
7.4 提高感应坩埚炉熔炼强度的方法 282
7.5 等离子感应炉 285
7.6 交流等离子电弧设备 292
7.7 等离子感应炉的热效应 301
7.8 等离子感应炉的冶炼工艺 305
7.8.1 炉内气氛 306
7.8.2 熔体与氧气的相互作用 308
7.8.3 碳与氧的相互作用 309
7.8.4 合金元素的氧化 313
7.8.5 有害杂质的表现 314
7.8.6 熔体与氮气、氢气的相互作用 316
7.8.7 非金属夹杂物的表现 319
7.8.8 炉渣的工艺作用 322
第8章 等离子电弧炉所熔炼金属的质量 325
8.1 带水冷结晶器等离子电弧炉所熔炼金属的质量 325
8.1.1 滚珠轴承钢 325
8.1.2 结构钢 328
8.1.3 不锈钢 331
8.1.4 含氮奥氏体钢 332
8.1.5 高温合金 335
8.1.6 高速工具钢 337
8.1.7 精密合金 342
8.1.8 钛与钛合金 346
8.2 等离子感应炉熔炼金属的质量 349
8.2.1 结构钢 351
8.2.2 精密合金 352
8.2.3 高合金钢 353
8.2.4 高温钢 356
8.2.5 精坯料 357
8.2.6 铜合金 359
8.3 等离子体加热凝壳炉熔炼金属的质量 361
8.3.1 0X15H65M16B（ЭП567）号镍基耐腐蚀合金 364
8.3.2 ЮНДК-35T5号磁性硬合金 365
结束语 366
参考文献 367