一种锆铌铅合金的冶炼方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锆铌铅合金的冶炼方法及系统，该系统包括依次连接的锆铌铅电极块加工装置、真空充氩焊箱和真空自耗电弧炉。本发明专利技术的制备系统实现了锆铌铅合金的流水线式生产，大大提高了生产效率。本发明专利技术在常规锆铌合金的基础上，添加了铅，并通过锆、铌和铅比例关系以及冶炼条件的调整，大大提高了所得产品的力学性能、耐腐蚀性能和耐蠕变性等。经测试，本发明专利技术的锆铌铅合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性能，而且耐蠕变性佳。

Smelting method and system for zirconium niobium lead alloy

The invention discloses a smelting method and system of zirconium niobium lead alloy, which comprises zirconium, niobium and lead electrode blocks, processing devices, vacuum argon welding boxes and vacuum consumable arc furnaces in turn. The preparation system of the invention realizes the pipeline production of the zirconium niobium lead alloy and greatly improves the production efficiency. The invention is based on conventional zirconium niobium alloy, adding lead, zirconium, niobium and lead and the proportion and smelting condition adjustment, greatly improving the mechanical properties of the product, corrosion resistance and creep resistance etc.. The zirconium niobium lead alloy of the invention has good mechanical property, corrosion resistance and good creep resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种锆铌铅合金的冶炼方法及系统
本专利技术涉及一种锆铌铅合金，具体涉及一种锆铌铅合金的冶炼方法及系统。属于有色金属冶炼

技术介绍
反应堆燃料组件是反应堆堆芯的关键部件，主要功能是保护染料芯块不受冷却剂侵蚀，释放能量，以及屏蔽强放射性物质外泄，因此，核燃料组件的力学性能和抗腐蚀性能均应当有相当高的性能要求。其中，锆铌合金被广泛用于重水堆、核电站和潜艇反应堆的保壳材料，但是，目前的锆铌合金产品质量并不令人满意，存在以下问题：①冶炼过程中不可避免的导致氧以杂质形式存在，所得产品的热和辐射蠕变高；②耐腐蚀性能和力学性能有提高的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种锆铌铅合金的冶炼方法。本专利技术还提供了上述冶炼方法对应的一种锆铌铅合金的冶炼系统。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种锆铌铅合金的冶炼方法，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为5～8：1：0.2～0.3。优选的，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。优选的，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。上述冶炼方法对应的一种锆铌铅合金的冶炼系统，包括依次连接的锆铌铅电极块加工装置、真空充氩焊箱和真空自耗电弧炉。优选的，所述锆铌铅电极块加工装置为压制机，所述压制机与混料机连接，混料机设有进料口，其分别与铌屑加工装置、海绵锆进料管道和铅粉进料管道连接。进一步优选的，所述铌屑加工装置为粉碎机。更进一步优选的，所述粉碎机与电子束炉连接。进一步优选的，所述海绵锆进料管道与海绵锆预处理装置连接，所述海绵锆预处理装置包括清洗池和真空干燥机，清洗池的上方设有若干个喷淋去离子水的喷淋头。本专利技术的有益效果：本专利技术的制备系统实现了锆铌铅合金的流水线式生产，大大提高了生产效率。本专利技术在常规锆铌合金的基础上，添加了铅，并通过锆、铌和铅比例关系以及冶炼条件的调整，大大提高了所得产品的力学性能、耐腐蚀性能和耐蠕变性等。经测试，本专利技术的锆铌铅合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性能，而且耐蠕变性佳。附图说明图1是本专利技术的制备系统结构示意图；其中，1为压制机，2为真空充氩焊箱，3为真空自耗电弧炉，4为混料机，5为粉碎机，6为海绵锆进料管道，7为铅粉进料管道，8为电子束炉，9为海绵锆预处理装置，91为清洗池，92为真空干燥机。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1：一种锆铌铅合金的冶炼方法，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱2内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉3内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为5：1：0.2。优选的，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。优选的，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。如图1所示，一种锆铌铅合金的冶炼系统，包括依次连接的锆铌铅电极块加工装置、真空充氩焊箱2和真空自耗电弧炉3。锆铌铅电极块加工装置为压制机1，压制机1与混料机4连接，混料机4设有进料口，其分别与铌屑加工装置、海绵锆进料管道6和铅粉进料管道7连接。铌屑加工装置为粉碎机5。粉碎机5与电子束炉8连接。海绵锆进料管道6与海绵锆预处理装置9连接，海绵锆预处理装置包括清洗池91和真空干燥机92，清洗池91的上方设有若干个喷淋去离子水的喷淋头。实施例2：一种锆铌铅合金的冶炼方法，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱2内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉3内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为8：1：0.3。优选的，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。优选的，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。一种锆铌铅合金的冶炼系统，同实施例1。实施例3：一种锆铌铅合金的冶炼方法，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱2内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉3内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为5：1：0.3。优选的，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。优选的，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。一种锆铌铅合金的冶炼系统，同实施例1。实施例4：一种锆铌铅合金的冶炼方法，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱2内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉3内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为8：1：0.2。优选的，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。优选的，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。一种锆铌铅合金的冶炼系统，同实施例1。实施例5：一种锆铌铅合金的冶炼方法，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱2内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉3内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为6：1：0.25。优选的，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。优选的，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。一种锆铌铅合金的冶炼系统，同实施例1。试验例对实施例1～5所得的锆铌铅合金进行了力学性能测试，结果见表1。表1.力学性能测试结果冲击韧性(J/cm2)抗拉强度(MPa)延伸率(％)实施例18575122实施例28575222实施例38775525实施例48775526实施例58976028从表1可以看出，本专利技术的锆铌铅合金具有较好的力学性能。对实施例1～5所得的锆铌铅合金进行了耐腐蚀性能测试，将相同尺寸的锆铌铅合金放入高压釜中，在400℃/10.3MPa蒸汽中进行腐蚀试验，考察230天后的腐蚀增重，结果见表2。表2.耐腐蚀性能测试结果腐蚀增重(mg/dm2)实施例1108实施例2108实施例3101实施例4102实施例597从表2可以看出，本专利技术的锆铌铅合金在400℃/10.3MPa蒸汽中耐腐蚀性能良好。测试实施例1～5所得的锆铌铅合金在压力110MPa、温度400℃、1000小时条件下的蠕变，结果见表3。表3.蠕变结果蠕变(％)实施例11.15实施例21.16实施例31.12实施例41.12实施例51.09从表3可以看出，本专利技术的锆铌铅合金耐蠕变性佳。上述虽然结合附图对本专利技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本专利技术保护范围的限制，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锆铌铅合金的冶炼方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为5～8：1：0.2～0.3。

【技术特征摘要】
1.一种锆铌铅合金的冶炼方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将铌条加工成铌屑，将其与海绵锆、铅粉搅拌均匀后压制成若干个相同尺寸的电极块，一同转移至真空充氩焊箱内，通过氩弧焊焊成自耗电极；(2)在真空自耗电弧炉内熔炼即得；其中，海绵锆、铌条和铅粉的质量比为5～8：1：0.2～0.3。2.根据权利要求1所述的一种锆铌铅合金的冶炼方法，其特征在于，步骤(1)中的海绵锆在使用之前先进行清洗和真空烘干处理。3.根据权利要求1所述的一种锆铌铅合金的冶炼方法，其特征在于，步骤(2)中的铌条在加工成铌屑之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。4.权利要求1～3中任一项所述冶炼方法对应的一种锆铌铅合金的冶炼系统，其特征在于，包括依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建圃，樊晓东，修志浩，王晓东，
申请(专利权)人：南昌专腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36