[發明專利]一種維持電子束冷床爐矩形結晶器溫度均勻的掃描方法

有效

• 申請號: 201410430803.0
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104190892A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 黃海廣;曹占元;卞輝;黃曉慧;蔣泰旭
• 申請（專利權）人: 云南鈦業股份有限公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明涉及了一種維持電子束冷床爐矩形結晶器溫度均勻的掃描方法，屬于工程技術領域。

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。但采用傳統方法熔煉的鈦合金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不足，而這些缺陷的出現會使后續的零部件在使用過程中出現疲勞，為提高其使用壽命，須生產優質高潔的鈦合金材料。

電子束冷床爐熔煉技術是將電子束與冷床相結合，在高真空條件下進行熔煉的冶金技術。異于真空自耗電弧熔煉技術是其具有一個可以進行精煉的冷床把原料的熔化和鑄錠澆鑄分開。因此，可以根據不同的工藝要求來設置一支或多支電子槍，冷床也可以有不同的結構設計保證其精煉凈化功能的實現。為此，電子束冷床爐熔煉技術能較好解決傳統熔煉過程中出現的晶粒過大及高低密度夾雜等問題，因而在航空航天要求生產高潔鈦合金材料中得于廣泛應用。

電子束冷床熔煉爐的熱源是由電子槍提供，由電子槍的工作原理及電子傳輸特性的限定，電子束的掃描區域較小，要保證熔煉的順利進行，就必須保證熔煉冷床及精煉冷床的溫度以便于熔化狀態的熔液從熔煉冷床流經精煉冷床后流至于澆鑄唇，并在結晶器中進行澆鑄。由于矩形結晶器的兩端部及兩側內部水流量不一樣，且在澆鑄過程中兩端部及中部與鈦液接觸面積不一，在結晶器中鈦液容易產生較大的溫差，要是負責掃描結晶器的電子掃描工藝不合理，就很容易導致結晶器的澆鑄側(與澆鑄唇相接觸)的液面高出整個結晶器的液面，此部位容易出現裂口(側裂)，收腰等缺陷，在澆鑄的相對側則容易出現折層，冷隔等缺陷，結晶器的中部與端部存在溫度過渡區，此區域容易出現結疤，開放型撕裂等不足，這些缺陷的出現會降低鑄錠的表面質量，增加銑面量，大大降低鑄錠的一次成材率，并為后續的加工帶來困難。

通過對現有技術文獻的檢索，關于一種維持電子束冷床爐矩形結晶器溫度均勻的掃描方法研究，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，提供一種維持電子束冷床爐矩形結晶器溫度均勻的掃描方法，其掃描工藝簡單、操作方便、使用效果好，能有效解決澆鑄矩形鑄錠出現的問題及不足。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：確認結晶器的尺寸，在長度方向將結晶器五等分(如附圖1所示)，并在結晶器外側作好便于觀察的等分標記，將結晶器安裝至于引錠系統上，校平，固定好，確認結晶器的水冷系統工作正常，確認引錠系統工作正常，確認真空系統正常工作后，正常抽空，設置負責掃描結晶器的電子束掃描圖形，對設定的圖形進行虛擬熱成像，確認掃描圖形的熱均勻性，設置完成后，當真空度達6.0×10^-3hPa后，對圖形進行預載，將電子槍燈絲進行預熱，預熱完成后，發射電子束開始對結晶器預定區域進行掃描，通過溫度采集系統對流入結晶器后的流質進行測溫，各測溫點溫度偏差≤5℃；所述的電子束冷床熔煉爐的熔煉過程中真空度低于6.0×10^-3hPa，熔煉速度為900～1200kg/h，負責掃描結晶器的電子槍的功率為320～430kW；所述掃描方法可使鈦錠的一次成材率達98％以上。

本發明具有以下優點：

1、設置簡單、操作方便；

2、澆鑄速度高，最高可達1200kg/h；

3、使用效果好，能有效解決在澆鑄過程中出現熱不均勻而導致的鑄錠上出現的缺陷；

4、降低澆鑄矩形鑄錠的難度；

5、提高成材率，能獲得明顯的經濟效益。

綜上所述，本發明的掃描發明簡單、操作方便、使用效果好，能保證高澆鑄速度下成型良好，能有效解決澆鑄過程中由于受熱不均勻而生成的缺陷和不足。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的描述。

附圖說明

圖1為本發明的掃描工藝示意圖。

具體實施方式

實施例1