[发明专利]一种块状纯钛废料的熔炼方法

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。

主权项

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1×10^‑2Pa～8×10^‑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1×10^‑2Pa～8×10^‑2Pa；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，然后开始自动拉锭；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。