轴向枪电子束熔炼炉

轴向枪电子束熔炼炉（Transverse gun electron beam melting furnace）是一种电子束熔炼炉。轴向枪结构复杂、制造困难，属远聚焦电子枪，其阴极寿命可长达几百小时。由于枪室可单独抽真空，从而熔炼室压力可高于枪室压力1-2个数量级，使得电子束熔炼的材料更广泛些。

简介轴向枪电子束熔炼炉（Transverse gun electron beam melting furnace）是一种电子束熔炼炉。轴向枪结构复杂、制造困难，属远聚焦电子枪，其阴极寿命可长达几百小时。由于枪室可单独抽真空，从而熔炼室压力可高于枪室压力1-2个数量级，使得电子束熔炼的材料更广泛些。某些含气量较大的材料亦可进行熔炼。这种电子束重熔炉电子束射出的方位和它的密度可以按熔炼时的需要进行调节，熔炼时，电子束可以分成若干股，分别射到料棒、金属液面或重熔锭金属熔池表面的不同部位。这种电子束熔炼炉广泛用于工业生产中。为了增大炉子容量和实现不同熔炼目的，还经常采取多支轴向枪联合使用的方案1。

环形枪非自加速环形枪电子束熔炼炉的环形枪头距金属熔池仅有20mm左右，故又称近环形枪电子束熔炼炉，其阴极受金属蒸气和喷溅物的侵蚀，寿命一般只有几个小时，但它具有制作容易、成本低的特点，故常用作实验室设备。

自加速环形枪电子束熔炼炉，加大了阴极和金属熔池间的距离，故又称远环形枪电子束熔炼炉，其阴极的工作条件有所改善，但寿命一般也只有十几个小时2。

横向枪横向枪和结晶器上口几乎处于同一平面，故又称平面电子束熔炼炉。它既具有环形枪电子束熔炼炉的优点，其阴极工作条件又得到了显著改善，使用寿命可提高到100h以上，但它与环形枪电子束熔炼炉一样，枪处于熔炼室内，故熔化时真空度不能太低1。

熔炼用炉应用最多的电子束炉，主要用于特殊钢及合金、特别是难熔金属1。

区域精炼炉这种炉子主要是用电子束将金属料棒局部加热熔化形成熔区来达到精炼的目的。因此种炉子无结晶器，故又称为无坩埚悬浮区域精炼炉。它主要用于获取高纯金属2。

电子束凝壳炉这种炉子的结构和真空凝壳炉相同，它是在电子束熔炼炉的熔炼室内加入一套铸造系统，用于真空铸造，主要是钛及钛合金的真空铸造2。

多用途电子束熔炼炉德国Leybold-Heraeus公司发明了这种多用途电子束熔炼炉，即电子束连续流熔炼(Elecllron Beam Continous Flow Melting简称EBCFM)或电子束冷床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting简称EBCHM)炉。日本矿业日立工厂的ESPl00/1200F炉子的高真空泵抽气速率为100000L/s，电子束功率为1200kw，主要用于生产高纯特殊钢、镍基和钴基高温合金，用海绵钛及废钛生产纯钛锭和用直接滴流法生产难熔、活泼金属及其合金。产品为高3m、断面为470ram×150mm至1350mm×250mm的扁锭或直径为400mm和800mm的圆锭。用EBCFM炉子还可以生产细晶盘坯及锭子。用这种方法可以得到宏观晶粒尺寸小于0.2mm的718合金盘坯。这种炉子变更铸造系统后可进行真空铸造，也可用于旋转制粉3。

电子束熔炼的工艺特点电子束熔炼的工艺特点是在高真空环境下进行熔炼(熔炼真空度一般在10-1至10-3Pa)，熔炼时熔池的温度及其分布可控，熔池的维持时间可在很大的范围内调整；熔炼是在水冷铜坩埚(结晶器)内进行的，可以有效地避免金属液被耐火材料污染。因此可以说，电子束熔炼为一些金属材料、特别是难熔金属提供了一种不可缺少的精炼手段1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学