[發(fā)明專利]一種用電子束冷床爐熔煉回收料獲工業(yè)純鈦的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410431201.7
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104195354A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃海廣;曹占元;李志敏;黃曉慧
• 申請（專利權(quán)）人: 云南鈦業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B9/22;C22B7/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務(wù)所 53106
• 代理人: 何健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用電子束冷床爐熔煉回收料獲工業(yè)純鈦的方法，屬于生產(chǎn)工程應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈦具有密度小、熱傳導(dǎo)率低、塑性高、耐蝕性好等特點而在航空、航天、國防軍工、石油化工、制藥領(lǐng)域及醫(yī)療器械、海水淡化裝置等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。

目前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)鈦制品的主要方法為真空自耗電弧爐熔煉法(VAR)。研究表明：采用真空自耗電弧爐熔煉法生產(chǎn)鈦制品的過程中很容易出現(xiàn)氧化，熔煉過程中容易出現(xiàn)成分偏析、組織不均勻以及夾雜、孔洞、柱狀晶生長不規(guī)律等鑄造缺陷，在后續(xù)開展的扒皮、開坯鍛造、切頭尾等工序會大大降低成品的成材率，造成鈦材產(chǎn)品的價格偏高。為了提高一次成材率，降低生產(chǎn)成本，增強產(chǎn)品的競爭能力，進一步開拓鈦材產(chǎn)品市場。必須對鈦材產(chǎn)品的價格實行控制，而回收料的回收利用是每個鈦加工企業(yè)控制成本的有效途徑，傳統(tǒng)的回收料回收的辦法是采用真空自耗電弧爐進行熔煉回收，該方法要將鈦回收料與海綿鈦混合后再壓制成電極塊，然后將電極進行焊接，再進行熔煉回收，該過程對原料要求高，工序流程長，廢料的利用率低(廢料添加率為30～40％)，且廢料中的高低密度夾雜無法清除，容易對回收料的利用埋下隱患。

冷床熔煉技術(shù)是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來的一種生產(chǎn)潔凈金屬的先進熔煉技術(shù)。其工作原理是在高真空的環(huán)境下采用高速電子對物料進行轟擊，將電子的動能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能進而將物料進行熔化，并通過精煉冷床將熔煉區(qū)與澆鑄區(qū)隔開，可較方便實現(xiàn)提純的功能，加之電子運行速度高，電子束掃描面積小，在電子束掃描的位置具有升溫速度快，局部溫度高等特點。而電子束的這一特性可較好地解決了傳統(tǒng)熔煉方法中容易出現(xiàn)氧化、高密度夾雜和低密度夾雜等問題。

通過技術(shù)文獻檢索，專利《一種純鈦塊狀廢料的熔煉回收方法》其局限于TA1塊狀料(規(guī)格不大于450×450×1600)的回收熔煉，不能實現(xiàn)不同牌號的原料混用及銑面屑料，大塊錠頭尾料的回收熔煉，同時也不能按需要的等級進行生產(chǎn)。而采用本發(fā)明方法可根據(jù)所需要的牌號進行擇料組合生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用電子束冷床爐熔煉回收料獲工業(yè)純鈦的方法，利用該方法可使用不同等級的回收料(包括鑄錠銑面料、鑄錠頭尾、卷板邊角料等)與海綿鈦進行特定的組合后通過一次電子束冷床爐熔煉即可獲得成品，并可為后續(xù)產(chǎn)品的生產(chǎn)減免工序，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種用電子束冷床爐熔煉回收料獲工業(yè)純鈦的方法，本發(fā)明特征在于：所述方法含有如下步驟：

(1)、將回收料按種類及牌號進行分類；

(2)、將回收料進行表面清洗，烘干；

(3)、將回收料進行取樣進行化學(xué)成分化驗；

(4)、根據(jù)需生產(chǎn)的鑄錠牌號將回收料與海綿鈦進行配比、組合；

(5)、將組好的料裝進電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，并對電子束冷床爐的進料系統(tǒng)及熔煉系統(tǒng)進行抽真空，當(dāng)進料系統(tǒng)真空度為0.4～0.8Pa，主熔煉爐體真空度0.05～0.8Pa，開啟進料系統(tǒng)將料加進主熔煉室熔煉冷床上，開啟電子槍將海綿鈦熔化成為鈦液，鈦液流經(jīng)初精煉冷床，主精煉冷床后，流進矩形拉晶坩堝，經(jīng)拉錠系統(tǒng)將鑄錠拉至拉晶室充氬隨爐冷卻后即可獲得所需的方坯。

本發(fā)明步驟(1)中回收料的種類主要分為錠銑面料、鑄錠頭尾及卷板邊角料，牌號為TA1、TA2和TA3。

本發(fā)明步驟(2)中回收料進行表面清洗，其清洗的方法是先酸洗，后用超聲波進行清洗，最后進行烘干，烘干的條件均為：真空度為0.6±0.1Pa，溫度為60±0.2℃。具體可采用大件回收料(如錠頭、卷板頭尾)先用砂輪及千葉輪對大面的氧化層進行清理，再噴砂酸洗，后用超聲波進行清洗，小件回收料(如銑面料，邊角料)直接進行酸洗，后用超聲波進行清洗，最后進行烘干，烘干的條件均為：真空度為0.6±0.1Pa，溫度為60±0.2℃

本發(fā)明步驟(4)中配比辦法為：配比應(yīng)符合如下公式：A*x1％+B*y1％+C*z1％≤D*k1％，A*x2％+B*y2％+C*z2％≤0.9D*k2％，其中A、B為不同類回收料的重量，C為添加海綿鈦重量，D為預(yù)計熔煉的錠重，x1、y1為各回收料實際Fe百分含量，z1為海綿鈦含F(xiàn)e量，k1為國標(biāo)規(guī)定牌號Fe百分含量；x2、y2為各回收料實際O百分含量，z2為添加海綿鈦中含O量，k2為國標(biāo)規(guī)定牌號O百分含量。