[發明專利]一種用于電子束冷床爐垂直澆鑄小鈦方坯的方法

有效

• 申請號: 201410238794.5
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104032142A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 黃海廣;丁輝;劉路;曹占元;李志敏
• 申請（專利權）人: 云南鈦業股份有限公司
• 主分類號: C22B9/22
• 分類號: C22B9/22
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于用于電子束冷床爐垂直澆鑄小鈦方坯的方法技術領域。

背景技術

鈦合金因其具有密度低、比強高、耐高溫、耐腐蝕，機械性能和工藝性能好等優點而被廣泛應用于航空航天及石油化工行業。世界各國經濟發展表明，先進的鈦工業是綜合國力的重要標志。為此，大力發展鈦工業對國防和國民經濟建設具有極其重大的戰略意義。

由于采用傳統方法冶煉鈦合金（VAR熔煉、真空粉末冶金）在合金鑄錠中經常出現晶粒過大，成分偏析，孔洞，裂紋，高密度夾雜和低密度夾雜等冶金缺陷。為了增強其的抗疲勞度，提高其使用壽命，須生產優質高結的鈦合金材料。

在20世紀80年代末，國際上引入了電子束冷床爐熔煉技術。電子束冷床爐熔煉技術不但能較好消除采有傳統方法冶煉出現的晶粒粗大、高度和低密度夾雜等不足，還能大幅度降低鈦合金產品的生產成本，還能回收殘料，能100%利用殘料作原料，能生產扁錠、空錠，減少板材與管材生產時的后續加工工藝流程，還較好解決了高密度夾雜（HDI）和低密度夾雜（LDI）等問題，因而在生產高潔鈦合金得以廣泛的應用。

鑒于國內外電子束冷床爐結晶器的原因，現國內外市場主要鈦鑄錠截面尺寸為以下五種規格：?736mm、方210mm×1250mm、方210mm×1380mm、方270mm×1085mm、方370mm×1340mm。由此可看出，電子束冷床爐生產出來的鑄錠經過銑面，切頭，修磨后無需進行進行鍛造即可進行卷板的軋制，而棒材、線材及型材的生產，還須進行分條、車面、倒角等工序后才可以進行。在這一系列的工藝過程中，造成巨大的人力、物力資源浪費。基于這個出發點制造特定的棒材、線材澆鑄結晶器，實現用電子束冷床爐澆鑄小鈦方坯。能夠減少在生產高潔鈦合金的棒材、線材的生產流程，節約生產成本，大大提高生產率，能為企業帶來良好的經濟效益。

通過對現有技術文獻的檢索，關于用于電子束冷床爐垂直澆鑄小鈦方坯的方法，尚未發現相關報導。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述出現的不足，提供用于電子束冷床爐垂直澆鑄小鈦方坯的方法，該方法能減少小鈦方坯的生產流程，無需購設新的分條及車面設備，實際生產中操作方便、生產出來的小方坯質量好，能大大縮短棒材、線材的生產流程，極大節約生產成本。

為了達到上述目的，本發明通過如下技術方案來實現。

一種用于電子束冷床爐垂直澆鑄小鈦方坯的方法，具體為以下步驟：

（1）制備結晶器主體模型，用紫銅液對模具進行澆鑄，獲得實體結晶器主體，結晶器主體內部尺寸規格為(600~1300mm)×(105~240mm)×600mm，并在長度均分為五區，每區均由相同的連體隔板隔開，形成五個單獨小區，分別為1區、2區、3區、4區、5區，每小區橫截面均為正方形，正方形的邊長尺寸為105~240mm；

（2）將冷卻后結晶器主體采取去模，采用深水鉆床對1區與2區，2區與3區，3區與4區，4區與5區的隔板在豎直方向進行鉆孔，每個隔孔直徑為18~22mm，孔深為105~240mm，每隔10mm鉆孔一個；鉆孔完成后對分區連體隔板上部進行拋挖，使上部呈現為弧形，并且弧形最凹處至隔板頂部水平高度為10~25mm，形成凹槽；

（3）用純銅澆鑄成水冷外殼，并在其外緣打上密齒封，在其內緣裝上密封橡膠圈，結晶器主體能夠放置在其內部并緊密貼合；用條鋼焊積成網狀，并焊接在水冷外殼外面，形成支撐及壓力抵抗層，設有縱向散熱板和橫向散熱板；

（4）將水冷下殼、水冷外殼及上澆道通過螺栓固定，并測試密封性能，然后進行通水試壓測試，測試完成后將結晶器主體放置在水冷外殼的內部并緊密貼合，上澆道設在結晶器主體和水冷外殼的上部，上澆道的澆道口的高度略高于結晶器主體的高度，水冷下殼位于結晶器主體和水冷外殼的下部，構成結晶器，將整個結晶器裝進電子束冷床爐引錠工位，將引錠頭機構安裝至升降工位；

（5）通過引錠頭機構的升降工位來測試引錠頭機構與結晶器的閉合性，并作出適量的調整，測試完閉合性后，將電子束冷床爐冷卻水安裝至結晶器及引錠頭機構，并對水的漏點進行測試，測試完成后即可進行小鈦方坯的生產。

本發明引錠頭機構由主引淀頭，設置在主引淀頭一側的側引淀頭、設置在主引淀頭上的冷卻水管和設置在主引淀頭底部的基座構成；主引淀頭和側引淀頭采用不平行組合，主引淀頭起支撐作用，側引淀頭通過主引淀頭上的螺桿在兩邊支撐，中部用螺絲來控制側引淀頭與主引淀頭的開閉。

本發明上澆道的澆道口兩斜邊的傾角為42~47度，澆道口寬為18~22mm?。