一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法技术

本发明专利技术公开一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，属于钛合金熔炼技术领域。本发明专利技术所述方法通过在拉锭过程中短暂的停顿、反推、继续拉锭，一方面可以有效的提高拉锭速率，进而减少拉锭时间，提高生产效率；另一方面工艺简便，无需添加新的设备，降低能耗且制造成本不增加的情况下，最终获得表面质量好的钛及钛合金扁锭，以扩大钛及钛合金扁锭后续的研发应用。

【技术实现步骤摘要】
一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法
本专利技术涉及一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，属于钛合金熔炼

技术介绍
钛及钛合金因其密度小，比强度高，耐蚀性能好而被广泛应用于航空航天、船舶、工业等领域。随着工业2025的到来，有色金属的应用需求大大增加，尤其是钛及钛合金产品，因此高效、低成本生产钛及钛合金势在必行。目前国内外生产钛及钛合金主要是通过真空自耗电弧炉(VAR炉)和电子束冷床熔炼炉(EB炉)进行熔炼，而EB炉只需进行一次熔炼即可，还可以消除高低密度夹杂物，EB炉中共有四把电子枪，其中1#电子枪主要负责原料熔炼，2#电子枪负责熔炼及初精炼，3#电子枪负责二次精炼及溢流口位置，4#电子枪若均匀扫描可保持结晶器内扁锭液面维持一定的浇注温度。然而EB炉每次生产的扁锭都会在拉锭时耗费大量的时间，这大大的降低了生产效率，增加生产成本。本专利技术通过在拉锭过程中短暂的停顿，反推，从而有效的加快拉锭速度，进而节省生产时间，提高生产效率，降低成本，且生产出的钛及钛合金表面质量好，无缺陷，为后续钛及钛合金生产具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，包括以下步骤：(1)待钛液流入结晶器时开启4#枪，功率为50kW，熔炼室真空度为200-500Pa。(2)将4#枪照射在结晶器内已覆盖钛液的位置，进而防止钛液凝固，且挥发掉杂质，待钛液完全覆盖结晶器时开始拉锭。(3)拉锭开始时增加4#枪功率。<br>(4)拉锭过程为持续拉锭，且随着拉锭时间推移，出现短暂的停顿、反推、然后继续拉锭。(5)拉锭过程中，结晶器持续通入冷却水。优选的，本专利技术步骤(3)中4#电子枪功率为280-360kW，熔炼室真空度为0.1～0.6Pa。优选的，本专利技术步骤(4)每拉锭一小时，停顿3-5分钟，反推5-7分钟，然后继续拉锭。优选的，本专利技术步骤(4)当拉锭时间在0-8h时，拉锭速率由15mm/min逐渐升高至30mm/min，当拉锭时间大于8h时，拉锭速率由30mm/min逐渐降低至20mm/min。优选的，本专利技术步骤(5)中结晶器水流量为1500-2200L/min，水温16-30℃。本专利技术的原理：专利技术人发现前人在拉锭过程中为持续拉锭，而拉锭过程中由于结晶器内持续通入熔融的钛液，过多熔融的钛液在结晶器内来不及凝固，形成较深的熔池，因此只能延缓拉锭速率；但是专利技术人发现在拉锭过程中每拉锭一小时，停顿3-5分钟，反推5-7分钟，然后继续拉锭可以有效解决这一现象，使熔融的钛液充分凝固成扁锭，进而有效提高拉锭速率，提高生产效率从而提高产量。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术通过改变传统的拉锭方式，即拉锭过程中短暂的停顿，反推，再继续拉锭，可以有效的减少拉锭时间，提高生产效率，降低成本，且生产出的钛及钛合金表面质量好，无缺陷。(2)本专利技术采用电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼获得的扁锭，传统真空自耗电弧炉(VAR)需要熔炼3-4次获得，EB炉熔炼能够有效的降低高低密度夹杂物，极大缩短工艺流程和制造成本，能够获得大规格扁锭。(3)本专利技术所述拉锭速率为15-30mm/min，较常规拉锭提高了生产效率，节约时间，从而间接提高产量。附图说明图1为经本专利技术改良后拉锭的TA10扁锭。图2为经本专利技术改良后拉锭的TC4扁锭。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，具体步骤如下：(1)本实施例材料为TA10钛合金，锭长8149mm，拉锭时间580min。(2)待钛液流入结晶器时开启4#枪，功率为50kW，熔炼室真空度为277Pa。(3)将4#枪照射在结晶器内已覆盖钛液的位置，待钛液完全覆盖结晶器时开始拉锭。(4)拉锭开始时增加4#枪功率，功率为280kW，熔炼室真空度为0.1Pa，拉锭过程为持续拉锭，每拉锭一小时，停顿3分钟，反推7分钟，然后继续拉锭，当拉锭时间在0-8h时，拉锭速率由15mm/min逐渐升高至30mm/min，当拉锭时间大于8h时，拉锭速率由30mm/min逐渐降低至20mm/min，拉锭速率随时间的变化情况如表1所示。(5)拉锭过程中，结晶器水流量2000L/min，进水温度21-25℃，出水温度22-28℃，温差1-4℃。具体参数如表1所示，本实施例制备得到的TA10钛合金扁锭，成材率为89.1％，外形波纹小且整齐。表1经本实施例改良后TA10钛合金扁锭拉锭工艺对比例1(1)本实施例材料为TA10钛合金，锭长7525mm，拉锭时间1080min；(2)待钛液流入结晶器时开启4#枪，功率为50kW，熔炼室真空度为277Pa；(3)将4#枪照射在结晶器内已覆盖钛液的位置，待钛液完全覆盖结晶器时开始拉锭；(4)拉锭开始时增加4#枪功率，功率为280kW，熔炼室真空度为0.1Pa，拉锭过程为持续拉锭，拉锭速率随时间的变化情况如表2所示。(5)拉锭过程中，结晶器水流量2000L/min，进水温度24-25℃，出水温度25-28℃，温差0.5-4℃。具体参数如表1所示，本实施例制备得到的TA10钛合金扁锭，成材率为89.3％，外形波纹小且整齐。表2TA10钛合金扁锭常规拉锭工艺通过对比实施例1和实施例1的对比，可以看出采用实施例1的方式可加快拉锭速率，节约生产时间，进而提高生产效率，降低成本，对比实施例1中如果采用实施例1中的快速拉锭则会出现大量缺陷，表面及其不光滑。实施例2一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，具体步骤如下：(1)本实施例材料为TC4钛合金，锭长8613mm，拉锭时间610min；(2)待钛液流入结晶器时开启4#枪，功率为50kW，熔炼室真空度为328Pa；(3)将4#枪照射在结晶器内已覆盖钛液的位置，待钛液完全覆盖结晶器时开始拉锭；(4)拉锭开始时增加4#枪功率，功率为360kW，熔炼室真空度为0.6Pa，拉锭过程为持续拉锭，拉锭过程为持续拉锭，每拉锭一小时，停顿5分钟，反推5分钟，然后继续拉锭，当拉锭时间在0-8h时，拉锭速率由15mm/min逐渐升高至30mm/min，当拉锭时间大于8h时，拉锭速率由30mm/min逐渐降低至20mm/min，拉锭速率随时间的变化情况如表3所示。(5)拉锭过程中，结晶器水流量2100L/min，进水温度21-25℃，出水温度23-28℃，温差1.5-4℃。本实施例制备得到的TC4钛合金扁锭，成材率为89.8％，外形波纹小且整齐。表3经本实施例改良后TC4钛合金扁锭拉锭工艺对比例2常规EB炉熔炼钛及钛合金扁锭的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)待钛液流入结晶器时开启4#枪；/n(2)将4#枪照射在结晶器内已覆盖钛液的位置，进而防止钛液凝固，且挥发掉杂质，待钛液完全覆盖结晶器时开始拉锭；/n(3)拉锭开始时增加4#枪功率；/n(4)拉锭过程为持续拉锭，且随着拉锭时间推移，出现短暂的停顿、反推、然后继续拉锭，具体为：每拉锭一小时，停顿3-5分钟，反推5-7分钟，然后继续拉锭；/n(5)拉锭过程中，结晶器持续通入冷却水。/n

【技术特征摘要】
1.一种减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)待钛液流入结晶器时开启4#枪；
(2)将4#枪照射在结晶器内已覆盖钛液的位置，进而防止钛液凝固，且挥发掉杂质，待钛液完全覆盖结晶器时开始拉锭；
(3)拉锭开始时增加4#枪功率；
(4)拉锭过程为持续拉锭，且随着拉锭时间推移，出现短暂的停顿、反推、然后继续拉锭，具体为：每拉锭一小时，停顿3-5分钟，反推5-7分钟，然后继续拉锭；
(5)拉锭过程中，结晶器持续通入冷却水。


2.根据权利要求1所述减少EB炉熔炼钛及钛合金扁锭拉锭时间的方法，其特征在于：步骤(1)中4#电子枪的功率为50kW，熔炼室真空度为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖寒，张宏宇，丁平，黄海广，杨超，周荣锋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53