專利名稱：一種大噸位鈦鑄錠的熔煉工藝方法
技術領域：
本發明涉及鈦及鈦合金加工領域，尤其涉及一種大噸位鈦鑄錠的熔煉エ藝方法。
背景技術：
近年來，我國鈦エ業取得了快速發展，“鈦及鈦合金深加工技木”被列入國家重點支持的高新技術領域，“大卷重鈦帶制備技術研究及產業化”被列入中國鈦エ業“十一五”發展規劃中的重要開發技木，特別是對于寬鈦板帶的研究、應用和生產也越來越廣泛。生產高寬度、大卷重的鈦帶卷必然需要相應的大噸位鈦鑄我錠，所以大噸位鈦鑄錠的生產、交易量也隨之增加。國內外目前生產大噸位鈦鑄錠的電極一般采用兩根電極分別制備、分別熔煉成兩個一次錠后再采用對焊的方式組成ー個一次錠進行二次熔煉，該方法主要缺點是増加了生產エ序，生產效率低，相應增加了生產成本，同時生產二次錠焊接吋，要先將輔助電極與第 ー個一次錠焊接好，之后再將第一個一次錠與第二個一次錠焊接好。因此，二次熔煉吋，要進行兩次爐內焊接。為保證熔煉過程順利進行，要求兩次爐內焊接都應該有良好的焊接質量，不僅要確保焊縫有足夠的強度，而且應保證焊后電極有足夠的垂直度，以避免熔煉過程出現掉塊和側弧，發生安全事故。所以對焊接的要求很高，實際生產時效率比較低。

發明內容
針對上述技術的不足，本發明的目的是提供一種減少電極制備、能夠提高生產效率的大噸位鈦鑄錠的熔煉エ藝方法。本發明的技術方案是一種大噸位鈦鑄錠的熔煉エ藝方法，其具體步驟如下
(1)、混料壓制電極取各批次的材料化學成分符合GB/T2524-2002要求的海綿鈦， 經過混配料系統的自動稱重、下料及混料后進入80KN油壓機模腔內，經過油壓機擠壓成 Φ860mm為1/4圓形、Φ760ι πι為1/3圓形、Φ660ι πι為1/2圓形，高度均為200mm、密度達 3. 4-3. 5g/cm3的電極塊，經自動堆垛后成為長度最長可達6000mm，重量最大可達12噸的圓柱狀電極，并用夾具夾緊；
(2)、焊接電極將海綿鈦圓柱電極放入真空等離子焊箱內，抽真空到0.Imbar以下，然后充入高純氬氣并使焊箱內壓カ達到300mbar，同時運用三臺焊槍在60 — 110mm/min的焊接速度下，自動旋轉電極，并根據電極直徑的大小縱焊6 — 12條直焊縫，焊接牢固后去除夾具.
(3)、一次熔煉將鈦電極置入大型10噸真空自耗電弧爐內，電極桿的行程足夠長，在爐內運用自動焊接上同牌號的輔助電極，輔助電極與自耗爐電極桿的電極夾頭相連接，電極整體成為ー個極端，坩堝模具為另ー極端，爐內抽真空至3. OPa以下，之后接通電源，使極端間起弧，然后逐步加大電流并穩定至M-30KA，逐步加大電壓并穩定至30-38V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使鈦電極得到一次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、凝固后，制得一次鈦錠；
3(4)、二次熔煉將一次鈦錠表面經過清理之后，再置入到10噸真空自耗電弧爐內，焊接上輔助電極，并與電極夾具相聯接，使之成為極端，爐內抽真空至2. OPa以下，再接通電源，然后逐步加大電流并穩定至35-40KA，逐步加大電壓并穩定至33-40V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使一次鈦錠得到再次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、再凝固后，得到二次鈦錠；
(5)、鑄錠扒皮檢驗將二次鈦錠進行扒皮處理，去除表面氣孔、裂紋等缺陷，得到質量符合要求的鑄錠。本發明的優點是1、通過對電極形狀等的設計控制以及電極壓制密度的エ藝控制等，只需制備一根電極，減少電極制備；2、生產的大規格、大單重的鈦鑄錠屬國內先進水平； 3、自動化程度高，產品的穩定性和一致性好；4、充分利用設備的能力，成品率提高，提高生產效率，降低消耗。
具體實施例方式下面的實施例可更詳細地說明本發明，但不以任何形式限制本發明。實施例1 (1)取各批次的材料化學成分符合GB/T 2524-2002要求的海綿鈦，經過混料系統自動稱重、下料及混料后進入80KN油壓機模腔內，經過油壓機擠壓成1/4圓、高度為200mm、密度達3. 5的g/cm3的電極塊，經自動堆垛后成為Φ860 X 5600，重量達11. 2噸的圓柱狀電極，并用夾具夾緊；
(2)將海綿鈦圓柱電極放入真空等離子焊箱內，抽真空到0.Imbar以下，然后充入高純氬氣并使焊箱內壓カ達到300mbar，同時運用三臺焊槍在70mm/min的焊接速度下，自動旋轉電極，并根據電極直徑的大小縱焊12條直焊縫，焊接牢固后去除夾具；
(3)將鈦電極置入大型10噸真空自耗電弧爐內，電極桿的行程足夠長，在爐內運用自動焊接上同牌號的輔助電極，輔助電極與自耗爐電極桿的電極夾頭相聯接，電極整體成為 ー個極端，坩堝模具為另ー極端，爐內抽真空至3. OPa以下，之后接通電源，使極端間起弧， 然后逐步加大電流并穩定至^KA,逐步加大電壓并穩定至34V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使鈦電極得到一次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、凝固后，制得一次鈦錠；
(4)將一次鈦錠表面經過清理之后，再置入到10噸真空自耗電弧爐內，焊接上輔助電扱，并與電極夾具相聯接，使之成為極端，爐內抽真空至2. OPa以下，再接通電源，然后逐步加大電流并穩定至38KA，逐步加大電壓并穩定至36V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使一次鈦錠得到再次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、再凝固后，得到二次鈦錠；
(5)將二次鈦錠進行扒皮處理，去除表面氣孔、裂紋等缺陷后，重量為10.3噸，并取樣做化學成分分析，分析結果如下表
權利要求
1. 一種大噸位鈦鑄錠的熔煉エ藝方法，其具體步驟如下(1)、混料壓制電極取各批次的材料化學成分符合GB/T2524-2002要求的海綿鈦， 經過混配料系統的自動稱重、下料及混料后進入80KN油壓機模腔內，經過油壓機擠壓成 Φ860mm為1/4圓形、Φ760ι πι為1/3圓形、Φ660ι πι為1/2圓形，高度均為200mm、密度達 3. 4-3. 5g/cm3的電極塊，經自動堆垛后成為長度最長可達6000mm，重量最大可達12噸的圓柱狀電極，并用夾具夾緊；(2)、焊接電極將海綿鈦圓柱電極放入真空等離子焊箱內，抽真空到0.Imbar以下，然后充入高純氬氣并使焊箱內壓カ達到300mbar，同時運用三臺焊槍在60 — 110mm/min的焊接速度下，自動旋轉電極，并根據電極直徑的大小縱焊6 — 12條直焊縫，焊接牢固后去除夾具.(3)、一次熔煉將鈦電極置入大型10噸真空自耗電弧爐內，電極桿的行程足夠長，在爐內運用自動焊接上同牌號的輔助電極，輔助電極與自耗爐電極桿的電極夾頭相連接，電極整體成為ー個極端，坩堝模具為另ー極端，爐內抽真空至3. OPa以下，之后接通電源，使極端間起弧，然后逐步加大電流并穩定至M-30KA，逐步加大電壓并穩定至30-38V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使鈦電極得到一次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、凝固后，制得一次鈦錠；(4)、二次熔煉將一次鈦錠表面經過清理之后，再置入到10噸真空自耗電弧爐內，焊接上輔助電極，并與電極夾具相聯接，使之成為極端，爐內抽真空至2. OPa以下，再接通電源，然后逐步加大電流并穩定至35-40KA，逐步加大電壓并穩定至33-40V，經過起弧、正常熔煉、熱封頂的熔煉過程，使一次鈦錠得到再次熔煉，待鈦溶液在坩堝模具中冷卻、再凝固后，得到二次鈦錠；(5)、鑄錠扒皮檢驗將二次鈦錠進行扒皮處理，去除表面氣孔、裂紋等缺陷，得到質量符合要求的鑄錠。
全文摘要
一種大噸位鈦鑄錠的熔煉工藝方法，其步驟包括混料壓制電極、焊接電極、一次熔煉、二次熔煉、鑄錠扒皮檢驗。本發明的優點是1、通過對電極形狀等的設計控制以及電極壓制密度的工藝控制等，只需制備一根電極，減少電極制備；2、生產的大規格、大單重的鈦鑄錠屬國內先進水平；3、自動化程度高，產品的穩定性和一致性好；4、充分利用設備的能力，成品率提高，提高生產效率，降低消耗。
文檔編號C22C14/00GK102534265SQ20121004851
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者彭暉, 李衛 申請人:湖南金天鈦業科技有限公司