[發明專利]一種鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝

有效

• 申請號: 201510561133.0
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN105177317B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 李志敏;黃海廣;曹占元;卞輝;黃曉慧;楊興燦
• 申請（專利權）人: 云南鈦業股份有限公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22C1/02;C22C14/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明涉及鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮技術領域。

背景技術

對鈦或鈦合金的真空自耗熔煉(VAR)而言，在熔煉快要結束時，一般需要進行補縮以減小鑄錠尾部縮孔的深度，提高鑄錠的成材率。現有的補縮工藝一般采用逐級降低熔化電流，以小電流保溫的方式進行。采用該補縮工藝需要計算好補縮開始時剩余電極重量，每級電流、電壓及時間等。由于每爐熔煉時的電流、電壓、真空度等參數會發生波動，容易導致每爐鈦或鈦合金熔煉補縮時，出現的剩余電極重量不夠，補縮提前結束，其鑄錠的縮孔范圍波動較大，或在剩余電極重量較多，使得該爐的鑄錠成材率下降。最終影響成鑄錠的成材率。在后續的生產中，還需進行扒皮、開坯鍛造等工序，會使產品的成材率大為下降。

采用連鑄技術可直接生產出用于后續加工的鑄錠毛坯，避免VAR熔煉后尚需開坯鍛造、二次扒皮等工序，同時由于采用連鑄澆鑄的鑄錠規格大，可大大提高鑄錠的成材率。但采用該工藝生產鑄坯，其高寬比大，且由于鑄錠外表面多釆用強制冷卻工藝，造成外表面溫度過低，容易在外表產生裂紋。這些缺陷限制了連鑄矩形坯向更大斷面尺寸(厚度>400mm)的發展。厚度為400mm以上的厚大斷面連鑄圓坯同樣存在內部縮孔疏松與表面裂紋等宏觀缺陷。

電子束冷床爐熔煉技術有別于傳統的真空自耗電弧爐熔煉及連鑄技術，其將熔煉區與澆鑄區用冷床分開，可方便實現邊熔煉邊澆鑄的同時，還可實現澆鑄的同時實現“補縮”。但在澆鑄初期金屬液容易將結晶器內壁的雜質及氣體卷入鑄錠頭部形成氣孔(氣泡)，而在澆鑄結束后若不進行補縮(保溫)，很容易形成冒口、斷面開裂等鑄造缺陷。一般采用切頭去尾的辦法，以消除該缺陷對后續加工的影響，但采用此法，會使鑄錠的成材率大為下降。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供一種可減小鑄錠切頭、切尾量、提高電子束冷床爐熔煉鑄坯的成材率，解決矩形斷面鑄坯內部縮孔、疏松及斷面裂口等缺陷，改善澆鑄板坯的頭部、尾部的澆鑄質量的鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝，該方法包括以下步驟：

(1)確定電子束冷床爐鑄錠的需補縮斷面，確定方法是，將開始澆鑄面至錠長100mm以內定義為鑄錠頭部；當料桶的物料全部加進電子束冷床爐的熔煉冷床后，確認此時錠長的位置，將澆鑄長度距尾部端面長150mm以內定義為鑄錠尾部；

(2)停止進料，待物料全部熔化后，將負責掃描電子束冷床爐熔煉區、精煉區及澆鑄區的電子槍關閉，直至澆鑄口無金屬液流趟至電子束冷床爐的結晶器；保持鑄錠的長度位置不變，維持結晶器內液面位置；

(3)開始執行補縮，將負責掃描電子束冷床爐結晶器的電子槍掃描圖形進行調整，調整順序為“一橫二縱三平移”，即先對掃描圖形橫向大小進行調整，再對其縱向大小進行調整，最后對掃描位置進行水平平移調整；所述橫向為鑄錠的寬度方向，縱向為鑄錠的厚度方向；

(4)若補縮位置為鑄錠頭部，在補縮完成后，恢復負責掃描結晶器的電子槍掃描圖形大小，恢復其電子槍的掃描功率，并打開負責熔煉區、精煉區及澆鑄區的電子槍的掃描圖形，待電子槍運行穩定后，直接進行澆鑄；若補縮位置為鑄錠尾部，則直接關閉電子槍。

上述步驟(2)中所述熔煉區、精煉區、澆鑄區的電子槍掃描圖形關閉的順序為先關閉熔煉區、再關閉精煉區，最后關閉澆鑄區，關閉時間間隔不小于20s。

上述步驟(4)所述的恢復電子槍的掃描圖形大小，恢復的順序為先恢復平移，再恢復縱向，最后恢復橫向；掃描圖形打開的順序為先打開澆鑄區，再打開精煉區，最后打開熔煉區，打開的時間由冷床上的液體流動性及電子槍所加載的功率決定。

本發明工藝簡單、操作方便、使用效果好，能有效解決矩形板坯頭、尾部出現的缺陷，如氣孔、縮孔、端面裂口等，鑄錠頭部的去除量由原來的100～110mm降至30mm以下，鑄錠尾部的去除量由原因來的30～40mm變成無需切割。大大提高了鑄錠的一次成材率，可獲得明顯的經濟利益。

具體實施方式

實施例1

鈦或鈦合金的電子束冷床爐鑄錠矩形熔煉斷面補縮工藝，包括以下步驟：