专利名称：一种钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空自耗熔炼铸造金属或合金技术领域，更具体地讲，涉及一种钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺。
背景技术：
目前，对于钛或钛合金的真空自耗熔炼而言，当电极剩余一定重量时，一般需要进行补缩以减小缩孔深度，提高成锭率。现有技术的补缩工艺一般采用逐级降低熔化电流，小电流保温的方式进行。该补缩工艺中需要制定补缩开始的剩余电极重量，每一级电流、电压及时间。随着补缩的进行，自耗电极的剩余重量逐渐减少并趋于零。然而，经上述补缩制得的铸锭通常存在缩孔范围波动大，或者有时最后的剩余电极重量较多，最终影响成锭率，造成补缩质量不稳定。尤其是，每炉熔炼时的电流、电压、真空度等参数会发生波动，这样更容 易导致每炉钛或钛合金锭熔炼补缩时，出现剩余电极重量不够，补缩提前结束，使得铸锭缩孔较深，且每炉铸锭补缩后的缩孔深度范围波动较大；或者出现补缩完成后，电极剩余重量较多，使得该炉熔炼成锭率降低，并影响下炉熔炼操作。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够改善补缩质量、减小补缩过程中的缩孔波动范围并能够提高成锭率的补缩工艺。本发明提供了一种钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺，所述补缩工艺包括基础补缩工艺，所述基础补缩工艺由顺序进行的多级子补缩阶段组成，其中，所述多级子补缩阶段中的每级子补缩阶段具有预定的电流、电压和时间，所述多级子补缩阶段中先进行的子补缩阶段的电流大于后进行的子补缩阶段的电流；所述补缩工艺还包括将所述多级子补缩阶段中具有电流不大于正常熔炼电流的40%且最先进行的子补缩阶段确定为临界子补缩阶段，并将所述临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的应剩余电极重量控制为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量± 3kg,所述应剩余电极重量是指对应的子补缩阶段开始时电极的重量，其中，所述预定应剩余电极重量通过以下方式得到反复采用所述基础补缩工艺进行多炉补缩，记录在不同炉次中所述基础补缩工艺的对应子补缩阶段的多个应剩余电极重量，将其中补缩效果好的炉次的对应子补缩阶段的多个应剩余电极重量的平均值作为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量。在一个示例性实施例中，所述补缩工艺还可包括微调所述临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的电流、电压和/或时间，以使该级子补缩阶段的应剩余电极重量等于该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量。在一个示例性实施例中，所述临界子补缩阶段的电流不大于正常熔炼电流的30%。与现有技术相比，本发明能够改善补缩质量、减小补缩过程中的缩孔波动范围，并且能够提高成锭率。
具体实施例方式在下文中，将结合示例性实施例来描述本发明的钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺。在本发明的一个示例性实施例中，钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺包括基础补缩工艺，所述基础补缩工艺由顺序进行的多级子补缩阶段组成，其中，所述多级子补缩阶段中的每级子补缩阶段具有预定的电流、电压和时间，所述多级子补缩阶段中先进行的子补缩阶段的电流大于后进行的子补缩阶段的电流，所述补缩工艺还包括将所述多级子补缩阶段中具有电流不大于正常熔炼电流的40%且最先进行的子补缩阶段确定为临界子补缩阶段，并将所述临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的应剩余电极重量控制为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量±3kg,所述应剩余电极重量是指对应的子补缩阶段开始时电极的重量。其中，所述预定应剩余电极重量通过以下方式得到反复采用所述基础补缩工艺进行多炉补缩，记录在不同炉次中所述基础补缩工艺的对应子补缩阶段的多个应剩余电极重量，将其中补缩效果好的炉次的对应子补缩阶段的多个应剩余电·极重量的平均值作为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量。也就是说，在上述基础补缩工艺之上，通过多炉补缩效果较好的情况，再确定出相应锭型的补缩工艺中每一级电流对应的剩余电极重量。在本发明的另一个示例性实施例中，所述补缩工艺还可以包括微调所述临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的电流、电压和时间中的至少一个参数，以使该级子补缩阶段的应剩余电极重量等于该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量，从而获得更好的补缩效果。优选地，在本发明的另一个示例性实施例中，所述临界子补缩阶段的电流不大于正常熔炼电流的30%。以下通过具体示例来详细说明本发明的示例性实施例。示例 I以Φ 660锭型为例。Φ 660锭型补缩时，正常熔炼电流为22KA，预留补缩重量为195kg，补缩结束重量为 Okg0基础补缩工艺包括按照时间顺序进行的如下11级子补缩阶段。该11级子补缩阶段的电力制度(依次为电流、电压、补缩时间)为19kA，35V，lmin — 15kA，33V，3min — IlkA, 31V, 5min — 9kA，29V，8min — 7. 5kA,27V, IOmin — 6kA,27V, 15min — 5kA,27V,20min — 4. 5kA,27V,15min — 4kA,27V,IOmin — 3. 5kA,27V,5min — 3kA,26. 5V,3min。将第6级子补缩阶段(其电力制度为6kA，27V，15min)确定为本示例的临界子补缩阶段。反复采用上述基础补缩工艺进行多炉补缩，记录补缩效果好的炉次的第6级至第11级子补缩阶段的应剩余电极重量，然后分别计算出第6级至第11级子补缩阶段中每级子补缩阶段的应剩余电极重量的平均值，将这些平均值作为对应子补缩阶段的预定应剩余电极重量。在本示例中，第6级至第11级子补缩阶段的预定应剩余电极重量分别为第6级为65kg,第7级为45kg,第8级为30kg,第9级为20kg,第10级为IOkg,第11级为5kg。示例 2以Φ 835锭型为例。φ 835锭型补缩时，正常熔炼电流25KA，预留补缩重量为310kg，补缩结束重量为0kg。基础补缩工艺包括按照时间顺序进行的如下7级子补缩阶段。该7级子补缩阶段的电力制度(依次为电流、电压、补缩时间)为20kA，32V，lmin—15kA，31V，5min—12kA，29V,IOmin — 9kA,27V,20min — 7kA,27V,25min — 5. 5kA,26. 5V,35min — 4. 5kA,26. 5V,30mino将第4级子补缩阶段(其电力制度为9kA，27V，20min)确定为本示例的临界子补缩阶段。 反复采用上述基础补缩工艺进行多炉补缩，记录补缩效果好的炉次的第4级至第7级子补缩阶段的应剩余电极重量，然后分别计算出第4级至第7级子补缩阶段中每级子补缩阶段的应剩余电极重量的平均值，将这些平均值作为对应子补缩阶段的预定应剩余电极重量。在本示例中，第4级至第7级子补缩阶段的预定应剩余电极重量分别为第4级为105kg,第5级为40kg,第6级为25kg,第7级为IOkg0示例3以Φ 1000锭型为例。φ 1000锭型补缩时，正常熔炼电流35KA，预留补缩重量为380kg，补缩结束重量为0kg。基础补缩工艺包括按照时间顺序进行的如下7级子补缩阶段。该7级子补缩阶段的电力制度(依次为电流、电压、补缩时间)为25kA，30.5V，2min— 18kA，29.5V，IOmin — 12kA,28. 5V,15min — 9kA,27V,25min — 7kA,27V,35min — 5. 5kA,26. 5V,50min — 4kA,26. 5V,20min。将第3级子补缩阶段(其电力制度为12kA，28. 5V，15min)确定为本示例的临界子补缩阶段。反复采用上述基础补缩工艺进行多炉补缩，记录补缩效果好的炉次的第3级至第7级子补缩阶段的应剩余电极重量，然后分别计算出第3级至第7级子补缩阶段中每级子补缩阶段的应剩余电极重量的平均值，将这些平均值作为对应子补缩阶段的预定应剩余电极重量。在本示例中，第3级至第7级子补缩阶段的预定应剩余电极重量分别为 第3级为105kg,第4级为60kg,第5级为35kg,第6级为25kg,第7级为15kg。上述示例能够改善补缩质量,并且减小了补缩过程中的缩孔波动范围，提高成锭率。综上所述，本发明的补缩工艺能够在补缩过程中根据电流、电压及补缩时间与剩余电极重量情况，微调补缩工艺，保证每一级电流的补缩时间结束时，实际电极剩余重量与预定应剩余电极重量相近，以此类推，直至最终补缩完成后剩余电极重量基本趋于零，最终保证铸锭的补缩效果。
权利要求
1.一种钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺，所述补缩工艺包括基础补缩工艺，所述基础补缩工艺由顺序进行的多级子补缩阶段组成，其中，所述多级子补缩阶段中的每级子补缩阶段具有预定的电流、电压和时间，所述多级子补缩阶段中先进行的子补缩阶段的电流大于后进行的子补缩阶段的电流，其特征在于， 所述补缩工艺还包括将所述多级子补缩阶段中具有电流不大于正常熔炼电流的40%且最先进行的子补缩阶段确定为临界子补缩阶段，并将所述临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的应剩余电极重量控制为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量±3kg,所述应剩余电极重量是指对应的子补缩阶段开始时电极的重量， 其中，所述预定应剩余电极重量通过以下方式得到 反复采用所述基础补缩工艺进行多炉补缩，记录在不同炉次中所述基础补缩工艺的对应子补缩阶段的多个应剩余电极重量，将其中补缩效果好的炉次的对应子补缩阶段的多个应剩余电极重量的平均值作为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量。
2.根据权利要求I所述的真空自耗熔炼补缩工艺，其特征在于，所述补缩工艺还包括微调所述临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的电流、电压和/或时间，以使该级子补缩阶段的应剩余电极重量等于该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量。
3.根据权利要求I所述的真空自耗熔炼补缩工艺，其特征在于，所述临界子补缩阶段的电流不大于正常熔炼电流的30%。
全文摘要
本发明提供了一种钛或钛合金的真空自耗熔炼补缩工艺。所述补缩工艺包括基础补缩工艺，基础补缩工艺由顺序进行的多级子补缩阶段组成，其中，多级子补缩阶段中的每级子补缩阶段具有预定的电流、电压和时间，多级子补缩阶段中先进行的子补缩阶段的电流大于后进行的子补缩阶段的电流，所述补缩工艺还包括将多级子补缩阶段中具有电流不大于正常熔炼电流的40％且最先进行的子补缩阶段确定为临界子补缩阶段，并将临界子补缩阶段及其后的子补缩阶段中的任一子补缩阶段的应剩余电极重量控制为该级子补缩阶段的预定应剩余电极重量±3kg。本发明能够改善补缩质量、减小补缩过程中的缩孔波动范围，并且能够提高成锭率。
文档编号C22B9/20GK102876901SQ20121036348
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者王怀柳, 陈鑫, 周勤志, 翟信杰 申请人:攀钢集团江油长城特殊钢有限公司