[發明專利]一種鈦合金成品錠補縮降電流的方法

在審

• 申請號: 202211700414.6
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116377235A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 薛祥義;侯林濤;白鈺;張利軍;惠源;張強
• 申請（專利權）人: 西安超晶科技股份有限公司
• 主分類號: C22B9/20
• 分類號: C22B9/20;C22B9/04;C22C1/02;B22D46/00;B22D7/00;G06F17/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 崔方方

本發明公開了一種鈦合金成品錠補縮降電流的方法，屬于有色金屬熔煉領域，本方法對現有的真空自耗電弧爐設備進行優化改進，通過理論計算的方法按電極桿行程控制成品錠補縮降電流的時機，建立適宜的補縮重量與電極桿行程函數關系和數據庫；基于對補縮質量可靠性提升改進，實現鈦及鈦合金真空自耗熔煉補縮工藝標準化，規范了作業人員的補縮降電流操作行為，提高鑄錠冒口部位質量穩定性；本方法解決了稱重系統偏差問題，尤其在成品錠補縮期間稱重系統出現較大偏差時，適用于各種鈦及鈦合金成品錠的真空自耗熔煉補縮降電流初始階段，實現鑄錠成品熔煉的補縮起始控制，提高當前設備工況下鈦合金鑄錠的補縮質量可靠性，提高經濟效益。

技術領域

本發明涉及有色金屬熔煉領域，尤其涉及一種鈦合金成品錠補縮降電流的方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有密度小、比強度高、耐腐蝕性和低溫性能好等優點，在航空航天、石油化工、艦船海洋及生物醫療等領域有廣泛的應用前景。

目前，隨著鈦及鈦合金應用范圍的不斷擴大，其生產制備技術也在升級換代，主要包括真空自耗電弧爐熔煉法(VAR)、電子束冷床爐熔煉法(EBM)、等離束冷床爐熔煉法(PAM)、電渣熔煉法(ESR)等，其中采用真空自耗電弧熔煉的鈦鑄錠具有良好的結晶組織和均勻的化學成分，成為了主流的鈦及鈦合金鑄錠制備方法。

但是，當前，真空自耗電弧爐普遍存在稱重系統偏差問題，尤其在成品補縮階段稱重系統出現較大偏差時，會嚴重影響作業人員的熱封頂水平發揮，導致熔煉過程不滿足工藝要求，產生不合格品。同時，技術人員發現成品錠補縮降電流階段，觀察鏡片會變模糊，冬季尤為明顯，該現象會導致作業人員對補縮降電流時機和補縮烘烤時間誤判，最終鑄錠冒口深度大，成材率低，從而對公司的經濟效益產生不利影響。此外，有的真空自耗電弧爐甚至沒有配備稱重系統，僅僅依靠人為爐外手工等離子氬弧焊接標記物的方法預測鈦合金成品錠補縮降電流時機，這一操作方式會對鈦及鈦合金鑄錠的產品質量產生影響，甚至發生重大質量事故。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種鈦合金成品錠補縮降電流的方法，通過理論計算的方法按電極桿行程控制成品錠補縮降電流的時機，建立適宜的補縮重量與電極桿行程函數關系和數據庫，并應用于鑄錠成品熔煉的補縮過程控制，能夠提高當前設備工況下鈦合金鑄錠的補縮質量可靠性。

為了達到上述目的，本發明采用技術方案如下：

一種鈦合金成品錠補縮降電流的方法，包括步驟如下：

S1：預設定成品錠的直徑、預留電極的質量；

S2：獲取二次鑄錠的質量、高度和直徑；

S3：根據二次鑄錠的直徑和預留電極的質量計算得到預留電極的高度，根據二次鑄錠的質量與預留電極的質量計算得到補縮開始時的成品錠已化重量，根據成品錠的直徑和成品錠已化重量得到補縮開始時成品錠的高度；

S4：根據二次鑄錠的高度、預留電極的高度以及成品錠的高度計算得到電極桿理論行程；

S5：根據熔煉曲線以及預留電極的質量得到電極桿實際行程，形成補縮重量與電極桿實際行程之間的對應關系并建立數據庫；

S6：將二次鑄錠進行熔煉，當電極桿實際行程等于電極桿理論行程時，根據補縮重量與電極桿實際行程之間的對應關系以及數據庫，進行冒口部位的補縮降電流處理，獲得三次鑄錠。

進一步地，S3中，預留電極的高度A的計算公式為：

其中，n為預留電極的質量，π取3.14，d為二次鑄錠的直徑，ρ為鈦合金的密度。

進一步地，S3中，成品錠已化重量B的計算公式為：

B＝m-n

其中，m為二次鑄錠的質量。