一种块状纯钛废料的熔炼方法
【专利摘要】一种块状纯钛废料的熔炼方法，本发明利用电子束冷床熔炼技术进行EB炉熔炼块状纯钛回收料，避免了废料破碎，电极块压制，电极的焊制等工序，通过配料及增氧技术，提高回收料熔炼板坯的化学成分均匀性及成品牌号的可调控性，同时提高了块状废料的利用率，缩短制造工艺流程、提高生产效率、降低成本，有效清除废料中的高低密度夹杂，提高废料回收熔炼的质量品质等，通过本发明获得的钛锭经简单少量的机械加工后，可直接用于热轧板坯，提高了成品率，同时板坯平面度和直线度均优于锻造板坯。
【专利说明】一种块状纯钛废料的熔炼方法
[0001]【【技术领域】】
本发明涉及一种块状纯钛废料的熔炼方法，具体涉及一种采用EB炉熔炼块状纯钛废料的方法。
[0002]【【背景技术】】
已知的,钛材广泛用于化工、石油、冶金、电力、船舶等工业部门，作为成本较高的一种材料，废料回收是每个钛加工企业控制成本的必须途径，现有技术主要是通过真空电弧炉“VAR”进行回收熔炼，这种方法需要将块状钛废料破碎成屑状并与海绵钛混合，再压制成电极块，然后焊接，进行真空电弧炉“VAR”熔炼，不但原料加工费用高，而且压制成电极时使用的比例也受限制，工序复杂，流程长，且废料利用率低，废料中的高低密度夹杂在VAR炉熔炼中很难清除，为回收料的使用埋下了隐患等，具体如下:
原材料:块状TAl回收料；
设备:VAC-150kg ；
回收料化学成分定义如下表所示“
【权利要求】
1.一种块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:本发明所述的熔炼方法采用电子束冷床熔炼技术在EB炉内熔炼块状纯钛废料，具体步骤如下: 第一步、将回收料喷砂酸洗后待用； 第二步、在上步的基础上，利用3.5~4.5mm厚的纯钛板焊制回收料箱； 第三步、在上步的基础上，采用三明治装料方法，将回收料分别装入回收料箱中；第四步、在上步的基础上，对回收料进行增氧，根据回收料牌号及成分制定相应化学成分基准，并根据重量计算出需要添加二氧化钛重量，并制定成回收料二氧化钛添加量对照表，对每个装满的回收料箱进行称重，并根据重量在对照表中查出需要添加的二氧化钛粉末重量，使用金属筛网，沿回收料箱的高度方向均匀筛出二氧化钛粉末，来回至少三个行程，使得回收料表面均匀分布二氧化钛，之后用重量较轻的薄钛板覆盖在料箱表面，以防止真空泵将二氧化钛粉末抽走； 第五步、在上步的基础上，将装满回收料的回收料箱放入EB炉的棒料加料室中，然后将EB炉的电子束冷床炉的熔炼室、加料室和拉锭室抽真空至I X 10_2Pa~8X 10_2Pa，然后打开拉锭室板阀，将拉锭底垫升入水冷铜坩埚中，随后每次加料都需重新进行放气，上料，抽真空至I X KT2Pa~8 X KT2Pa ； 第六步、在上步的基础上，打开EB炉的一号、二号、三号、四号、五号和六号电子枪，选择电子束定位步骤，对各个电子枪工作状态和频闪观察仪的清晰程度及角度进行确认；第七步、在上步的基础上，将一号、二号、三号和四号、五号和六号电子枪GIP调至预热步骤对熔化冷床、精炼冷床或溢流冷床中的钛凝壳进行缓慢预热使其缓慢膨胀； 第八步、在上步的基 础上，待凝壳上形成熔池通道，开始将一号、二号、三号、四号、五号和六号电子枪GIP调至电流测试步骤，对电子枪所能够达到的最大发射电流进行测试；第九步、在上步的基础上，将一号、二号、三号电子枪GIP调至持续熔炼步骤，利用大电流对原料进行熔化； 第十步、在上步的基础上，待钛液流至坩埚处，将四号、五号和六号电子枪GIP调至填充坩埚步骤，先将坩埚底垫填充满，将四号、五号和六号电子枪GIP调至持续熔炼步骤，然后开始自动拉淀； 第十一步、在上步的基础上，在持续熔炼过程中，持续熔炼步骤内五号和六号电子枪有专用的清边图形，不断的对坩埚边部进行扫描，以防止边部生长的钛冷凝物掉入坩埚中形成冷凝物夹杂，从而影响到板坯的内部质量，该图形经过能量计算可以直接扫描在铜坩埚上，而不会伤害到铜坩埚； 第十二步、在上步的基础上，若持续熔炼过程中，由于设备原因造成熔炼中断，则将一号、二号、三号电子枪GIP调至预热步骤，将四号、五号和六号电子枪GIP调至熔炼中断持续加热步骤，五号和六号枪对板坯顶部持续加热，经过能量计算，能够保证坩埚内钛液保持合理的过热度，待设备恢复后，接着持续熔炼，并且断流接缝处不影响最终钛锭的质量； 第十三步、在上步的基础上，待拉锭长度达到需要的长度，停止进料，并关闭一号、二号、三号、四号电子枪，留五号和六号电子枪； 第十四步、在上步的基础上，将四号、五号和六号电子枪GIP调至清边步骤使用专用扫描图形对坩埚流道及坩埚边部进行清理，该图形经过能量计算，可以直接扫描在铜坩埚上，而不会伤害到铜坩埚；第十五步、在上步的基础上，将四号、五号和六号电子枪GIP调至热封顶步骤对板锭顶部进行热封顶，使其缓慢冷却，防止快速冷却而造成内部的缩孔缩松； 第十六步、在上步的基础上，热封顶完毕，所有电子枪停止工作，真空系统保持运行，板锭在拉锭室内冷却一定时间后，然后开炉放气，进行出锭。
2.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述第一步中回收料的规格< 400mm X 400mm。
3.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述第二步中的回收料箱的规格为450mmX450 mmX 1600 mm,每个料箱可装料约500kg回收料，回收料一般封存在Φ550.ιΧ980mm的海绵钛桶中，每桶重量约200kg，以此估算三个回收料箱可装入7.5桶回收料。
4.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述第三步中的三明治装料方法，以三箱为基准放置块状纯钛回收料，每桶回收料均匀分散摆入三个回收料箱中，摆完一桶之后，再按同样方法摆放另一桶回收料，直至回收料箱摆满为止。
5.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述第四步中的金属筛网为60目。
6.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述第五步中EB炉的型号为EBCHR 6/200/3600型电子束冷床炉。
7.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述第五步中EB炉中的六个电子枪，根据安 装位置及设定的不同，一号和二号电子枪工作区域为熔炼冷床，三号和四号电子枪为精炼冷床，五号和六号电子枪为溢流冷床和一号二号结晶器，一号、二号和三号枪由一号电脑的GIP程序控制，四号、五号和六号枪由二号电脑的GIP程序控制,两台电脑的GIP程序有一定独立性，根据实际需要分别选取提前设定的电子枪步骤。
8.根据权利要求1所述的块状纯钛废料的熔炼方法，其特征是:所述十六步中板锭在拉锭室内冷却的时间为至少10个小时。
【文档编号】C22B34/12GK104018002SQ201410241191
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】朱俊杰, 穆晓辉, 吴胜男, 赵向宇 申请人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司