[發明專利]一種大噸位鈦鑄錠的熔煉工藝方法

有效

• 申請號: 201210048512.6
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102534265A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李衛;彭暉
• 申請（專利權）人: 湖南金天鈦業科技有限公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B9/20;C22C14/00;C22C1/02
• 代理公司: 常德市源友專利代理事務所 43208
• 代理人: 劉紅祥

技術領域

本發明涉及鈦及鈦合金加工領域，尤其涉及一種大噸位鈦鑄錠的熔煉工藝方法。

背景技術

近年來，我國鈦工業取得了快速發展，?“鈦及鈦合金深加工技術”被列入國家重點支持的高新技術領域，“大卷重鈦帶制備技術研究及產業化”被列入中國鈦工業“十一五”發展規劃中的重要開發技術，特別是對于寬鈦板帶的研究、應用和生產也越來越廣泛。生產高寬度、大卷重的鈦帶卷必然需要相應的大噸位鈦鑄我錠，所以大噸位鈦鑄錠的生產、交易量也隨之增加。

國內外目前生產大噸位鈦鑄錠的電極一般采用兩根電極分別制備、分別熔煉成兩個一次錠后再采用對焊的方式組成一個一次錠進行二次熔煉，該方法主要缺點是增加了生產工序，生產效率低，相應增加了生產成本，同時生產二次錠焊接時，要先將輔助電極與第一個一次錠焊接好，之后再將第一個一次錠與第二個一次錠焊接好。因此，二次熔煉時，要進行兩次爐內焊接。為保證熔煉過程順利進行，要求兩次爐內焊接都應該有良好的焊接質量，不僅要確保焊縫有足夠的強度，而且應保證焊后電極有足夠的垂直度，以避免熔煉過程出現掉塊和側弧，發生安全事故。所以對焊接的要求很高，實際生產時效率比較低。

發明內容

針對上述技術的不足，本發明的目的是提供一種減少電極制備、能夠提高生產效率的大噸位鈦鑄錠的熔煉工藝方法。

本發明的技術方案是：一種大噸位鈦鑄錠的熔煉工藝方法，其具體步驟如下：

（1）、混料壓制電極：取各批次的材料化學成分符合GB/T?2524-2002要求的海綿鈦，經過混配料系統的自動稱重、下料及混料后進入80KN油壓機模腔內，經過油壓機擠壓成Φ860mm為1/4圓形、Φ760mm為1/3圓形、Φ660mm為1/2圓形，高度均為200mm、密度達3.4-3.5g/cm³的電極塊，經自動堆垛后成為長度最長可達6000mm，重量最大可達12噸的圓柱狀電極，并用夾具夾緊；?

（2）、焊接電極：將海綿鈦圓柱電極放入真空等離子焊箱內，抽真空到0.1mbar以下，然后充入高純氬氣并使焊箱內壓力達到300mbar，同時運用三臺焊槍在60－110mm/min的焊接速度下，自動旋轉電極，并根據電極直徑的大小縱焊6－12條直焊縫，焊接牢固后去除夾具；

（3）、一次熔煉：將鈦電極置入大型10噸真空自耗電弧爐內，電極桿的行程足夠長，在爐內運用自動焊接上同牌號的輔助電極，輔助電極與自耗爐電極桿的電極夾頭相連接，電極整體成為一個極端，坩堝模具為另一極端，爐內抽真空至3.0Pa以下，之后接通電源，使極端間起弧，然后逐步加大電流并穩定至24-30KA，逐步加大電壓并穩定至30-38V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使鈦電極得到一次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、凝固后，制得一次鈦錠；

（4）、二次熔煉：將一次鈦錠表面經過清理之后，再置入到10噸真空自耗電弧爐內，焊接上輔助電極，并與電極夾具相聯接，使之成為極端，爐內抽真空至2.0Pa以下，再接通電源，然后逐步加大電流并穩定至35-40KA，逐步加大電壓并穩定至33-40V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使一次鈦錠得到再次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、再凝固后，得到二次鈦錠；

（5）、鑄錠扒皮檢驗：將二次鈦錠進行扒皮處理，去除表面氣孔、裂紋等缺陷，得到質量符合要求的鑄錠。

本發明的優點是：1、通過對電極形狀等的設計控制以及電極壓制密度的工藝控制等，只需制備一根電極，減少電極制備；2、生產的大規格、大單重的鈦鑄錠屬國內先進水平；3、自動化程度高，產品的穩定性和一致性好；4、充分利用設備的能力，成品率提高，提高生產效率，降低消耗。

具體實施方式

下面的實施例可更詳細地說明本發明，但不以任何形式限制本發明。

實施例1：（1）取各批次的材料化學成分符合GB/T?2524-2002要求的海綿鈦，經過混料系統自動稱重、下料及混料后進入80KN油壓機模腔內，經過油壓機擠壓成1/4圓、高度為200mm、密度達3.5的g/cm³的電極塊，經自動堆垛后成為Φ860×5600，重量達11.2噸的圓柱狀電極，并用夾具夾緊；

（2）將海綿鈦圓柱電極放入真空等離子焊箱內，抽真空到0.1mbar以下，然后充入高純氬氣并使焊箱內壓力達到300mbar，同時運用三臺焊槍在70mm/min的焊接速度下，自動旋轉電極，并根據電極直徑的大小縱焊12條直焊縫，焊接牢固后去除夾具；