CN101597705A - 一种Ф600mm以上大规格锆铸锭的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Φ600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，技术特征在于：采用配料、混料和真空等离子弧电极组焊技术，制备出成分相对均匀的自耗电极，并通过至少二次真空自耗电弧熔炼，采用“降熔速熔炼”和“成分均匀性控制”等技术，熔速控制参数为：10～40kg/min，稳弧控制：磁感应强度10～50高斯，稳弧电流交变时间控制1～60秒。与现有技术相比具有以下优点：本发明生产的大型锆铸锭，化学成分均匀、稳定，铸锭表面质量优良，优于真空自耗电弧熔炼的小规格铸锭，同时具有成品率高、生产效率高、易于制作大规格锆材等突出优点；本发明适用于生产大规格锆材用铸锭。
Description
技术领域
本发明涉及一种Ф600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，属于铸造技术领域，主要用于冶金、石油化工等领域，稳定实现了Ф600mm以上大规格锆铸锭的工业化批量生产。
背景技术
锆是一种过渡族元素，属于元素周期表中的IV-B族元素，它既是一种稀有金属，又是一种战略金属，具有高温强度高、耐蚀性好、可加工、性能好和热中子吸收截面低等综合性能，广泛用于核能、航天、航空、舰船、电子、纺织、造纸、医学等行业，具有广阔的前途。近年来，由于它的优异耐蚀性，在化学工业的应用也逐渐增多。实验研究及典型事例已证明，锆在许多常用的酸、碱介质中具有优异的耐蚀性，锆在这些介质中的特性十分独特，它可以在酸、碱互换条件下使用，如锆在温度低于100℃时能耐抗各种浓度的盐酸、硝酸以及浓度低于50％硫酸的侵蚀，锆被认为是在所有的醋酸溶液中最耐蚀的材料。
目前，工业化生产锆铸锭的常规锭型约Ф350mm。一般来说，随着锭型的增大，带来熔炼难度的加大，大型铸锭的成分均匀性常常难以得到保证。随着国内外经济的快速发展，化学工业等行业对大型锆质耐蚀设备需求剧增，而大型锆质耐蚀设备一般生产工艺是采用小型锆材焊接成大型锆材，但该工艺方法存在必须进行大量焊接、生产效率低、焊缝质量无法100％保证、容易发生焊缝渗漏事故、无法彻底消除缝隙腐蚀等问题。因此，为了减少焊接、防止缝隙腐蚀，目前较先进的大型设备的发展趋势是整体设计、整体制作，尽可能地减少焊接。因此，急需大规格锆材，而大型锆铸锭是生产大规格材料的前提，同时大型铸锭对于提高大规格材料质量的一致性、稳定性和成材率也具有重要意义，因而，迫切需要采取一种可靠的熔炼技术，生产出高质量的规格大于Ф600mm直径的大型锆铸锭。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种Ф600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，解决大型电极制备和大直径优质铸锭熔炼均匀性控制的难题，提供一种适合工业化生产的、高质量的规格大于Ф600mm直径的大型锆铸锭的生产方法。
技术方案
本发明的基本思想是：采用配料、混料和真空等离子弧电极组焊技术，制备出成分相对均匀的自耗电极，并通过至少二次真空自耗电弧熔炼，采用“降熔速熔炼”和“成分均匀性控制”等技术，熔速控制参数为：10～40Kg/min，稳弧控制：磁感应强度10～50高斯，稳弧电流交变时间控制1～60秒。
本发明方法的特征在于步骤如下：
步骤1：将最大粒度不超过30mm的海绵锆，充分混合后压制成电极块：
步骤2：使用真空等离子弧将电极块焊接锆电极，控制焊接预真空≤10Pa，漏气率≤2Pa/min；
步骤3：两次真空自耗电弧炉熔炼得到锆铸锭，熔速控制参数为：10～40Kg/min，磁感应强度10～50高斯，稳弧电流交变时间控制1～60秒，常规工艺参数：电压28～40V，真空度不大于10Pa；漏气率不大于0.2Pa·m3/S；铸锭在真空下冷却5小时以上。
在于步骤1中加入合金添加剂与海绵锆混合，所述合金添加剂按照锆铸锭材料标号的规定进行确定。
步骤3真空自耗电弧炉熔炼重复进行2次以上。
熔炼过程通过熔池交替换向充分搅拌。
有益效果
本发明的提出的Ф600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，采用熔炼合理的控制参数，熔炼过程通过熔池交替换向充分搅拌，有效提高了成分均匀性，控制了温度场，保证了熔池形状及深度的稳定。由于铸锭顺序凝固过程稳定、可控，使得熔炼、结晶过程稳定，保证了大规格铸锭成分的均匀性，稳定实现大规格锆铸锭的工业化批量生产。保证铸锭成分的均匀性，
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明生产的大型锆铸锭，化学成分均匀、稳定，铸锭表面质量优良，优于真空自耗电弧熔炼的小规格铸锭，同时具有成品率高、生产效率高、易于制作大规格锆材等突出优点；本发明适用于生产大规格锆材用铸锭。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1加入ZrO2合金添加剂的锆铸锭的熔炼：
步骤1：将最大粒度不超过30mm的海绵锆(氧：0.06％)和ZrO2合金添加剂，氧含量目标控制0.10％，充分混合后压制成电极块：
步骤2：使用真空等离子弧将电极块焊接锆电极，控制焊接预真空2Pa，漏气率1.2Pa/min；
步骤3：在真空自耗电弧炉上熔炼一次成Ф600mm铸锭，熔速控制参数为：22～16Kg/min，稳弧控制：磁感应强度30高斯，稳弧电流交变时间控制20秒；然后再经一次真空自耗电弧炉熔炼，形成Ф700mm铸锭，熔速控制参数为：35～25Kg/min，稳弧控制：磁感应强度20高斯，稳弧电流交变时间控制10秒；其他常规工艺参数：电压28～40V，真空度不大于10Pa；漏气率不大于0.2Pa.m3/S；铸锭在真空下冷却5小时以上。
熔炼过程通过熔池交替换向充分搅拌。
本实施例熔炼所得铸锭表面光洁，无皮下气孔、冷隔等，在铸锭头、底部两部位取样进行化学成分分析，其主要元素氧含量是0.11％、0.106％，完全达到目标控制要求且均匀，同时C、N、Fe等杂质元素也控制得较好，满足标准要求且均匀。
实施例2加入Zr-2.5Nb合金添加剂的锆铸锭的熔炼：
步骤1：将最大粒度不超过30mm的海绵锆(氧：0.06％)和锆铌中间合金添加剂，氧含量目标控制0.10％，充分混合后压制成电极块：所述的锆铌中间合金的化学成分：铌：35％，氧：0.06％；
步骤2：使用真空等离子弧将电极块焊接锆电极，控制焊接预真空1.2Pa，漏气率1Pa/min；
步骤3：在真空自耗电弧炉上熔炼一次成Ф540mm铸锭，熔速控制参数为：15～10Kg/min，稳弧控制：磁感应强度20高斯，稳弧电流交变时间控制20秒；再经第二次真空自耗电弧炉熔炼，形成Ф600mm铸锭，熔速控制参数为：30～20Kg/min，稳弧控制：磁感应强度20高斯，稳弧电流交变时间控制15秒；然后再经第三次真空自耗电弧炉熔炼，形成Ф700mm铸锭，熔速控制参数为：35～25Kg/min，稳弧控制：磁感应强度15高斯，稳弧电流交变时间控制10秒；其他常规工艺参数：电压28～40V，真空度不大于10Pa；漏气率不大于0.2Pa·m3/S；铸锭在真空下冷却5小时以上。
熔炼过程通过熔池交替换向充分搅拌。
本实施例制得Zr-2.5Nb合金锭。经检验铸锭表面光洁，无皮下气孔、冷隔等缺陷，在铸锭头、底部两部位取样进行化学成分分析，其主要元素铌和氧含量分别是2.46％、2.52％和0.085％、0.09％，完全达到目标控制要求且均匀，同时C、N、Fe等杂质元素也控制得较好，满足标准要求且均匀。
实施例3未添加合金添加剂的锆铸锭的熔炼：
步骤1：将最大粒度不超过30mm的海绵锆(氧：0.08％)压制成电极块：
步骤2：使用真空等离子弧将电极块焊接锆电极，控制焊接预真空1.2Pa，漏气率1.3Pa/min；
步骤3：在真空自耗电弧炉上熔炼一次成Ф600mm铸锭，熔速控制参数为：22～16Kg/min，稳弧控制：磁感应强度30高斯，稳弧电流交变时间控制20秒；然后再经一次真空自耗电弧炉熔炼，形成Ф700mm铸锭，熔速控制参数为：35～25Kg/min，稳弧控制：磁感应强度20高斯，稳弧电流交变时间控制10秒；其他常规工艺参数：电压28～40V，真空度不大于10Pa；漏气率不大于0.2Pa·m3/S；铸锭在真空下冷却5小时以上。
熔炼过程通过熔池交替换向充分搅拌。
本实施例熔炼所得铸锭表面光洁，无皮下气孔、冷隔等，在铸锭头、底部两部位取样进行化学成分分析，其主要元素氧含量是0.08％、0.085％，完全达到目标控制要求且均匀，同时C、N、Fe等杂质元素也控制得较好，满足标准要求且均匀。
在实施例1中合金添加剂可以为Zr-Nb(20～60％)或Zr-5Sn。
在实施例2中合金添加剂可以为ZrO2或Zr-5Sn。
Claims (4)
1.一种Φ600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将最大粒度不超过30mm的海绵锆或海绵锆和，充分混合后压制成电极块：
步骤2：使用真空等离子弧将电极块焊接锆电极，控制焊接预真空≤10Pa，漏气率≤2Pa/min；
步骤3：两次真空自耗电弧炉熔炼得到锆铸锭，熔速控制参数为：10～40Kg/min，磁感应强度10～50高斯，稳弧电流交变时间控制1～60秒，其他常规工艺参数：电压28～40V，真空度不大于10Pa；漏气率不大于0.2；铸锭在真空下冷却5小时以上。
2.根据权利要求1所述的Φ600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，其特征在于步骤1中加入合金添加剂与海绵锆混合，所述合金添加剂按照锆铸锭材料标号的规定进行确定。
3.根据权利要求1或2所述的Φ600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，其特征在于步骤3真空自耗电弧炉熔炼重复进行2次以上。
4.根据权利要求1或3所述的Φ600mm以上大规格锆铸锭的生产方法，其特征在于熔炼过程通过熔池交替换向充分搅拌。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102049495A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-05-11 | 宝鸡钛业股份有限公司 | 一种锆及锆合金扁锭的生产方法 |
| CN102407320A (zh) * | 2010-08-23 | 2012-04-11 | 南京宝泰特种材料股份有限公司 | 真空铸造锆板坯的方法 |
| CN102560136A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-11 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺 |
| CN104032189A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-10 | 攀枝花市天民钛业有限公司 | 锆或锆合金铸件的铸造方法及泵阀门 |
| CN104138921A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-11-12 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种原位自生铝基复合材料棒材制备方法 |
| CN105127677A (zh) * | 2015-07-25 | 2015-12-09 | 宝鸡市富源通工贸有限责任公司 | 一种用海绵锆加工锆带的方法 |
| CN107252889A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-10-17 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种钛合金大型铸锭自耗电极的制备方法 |
| CN107675004A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-09 | 国核宝钛锆业股份公司 | 锆合金铸锭的制备方法和基于该方法制得的锆合金铸锭 |
| CN110331349A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种锆基非晶合金母合金的熔炼方法 |
| CN111961895A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-20 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种锆合金铸锭的制备方法 |
| CN112281026A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种耐蚀锆合金及其铸锭的制备方法和应用 |
| CN114350994A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-15 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种含铁锆合金铸锭的制备方法 |
-
2009
- 2009-05-26 CN CNA2009100227211A patent/CN101597705A/zh active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102407320A (zh) * | 2010-08-23 | 2012-04-11 | 南京宝泰特种材料股份有限公司 | 真空铸造锆板坯的方法 |
| CN102049495A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-05-11 | 宝鸡钛业股份有限公司 | 一种锆及锆合金扁锭的生产方法 |
| CN102049495B (zh) * | 2010-12-20 | 2012-08-29 | 宝鸡钛业股份有限公司 | 一种锆及锆合金扁锭的生产方法 |
| CN102560136A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-11 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 真空自耗电弧炉的熔炼起弧工艺及熔炼工艺 |
| CN104138921A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-11-12 | 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 | 一种原位自生铝基复合材料棒材制备方法 |
| CN104032189A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-10 | 攀枝花市天民钛业有限公司 | 锆或锆合金铸件的铸造方法及泵阀门 |
| CN105127677A (zh) * | 2015-07-25 | 2015-12-09 | 宝鸡市富源通工贸有限责任公司 | 一种用海绵锆加工锆带的方法 |
| CN107252889A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-10-17 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种钛合金大型铸锭自耗电极的制备方法 |
| CN107675004A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-09 | 国核宝钛锆业股份公司 | 锆合金铸锭的制备方法和基于该方法制得的锆合金铸锭 |
| CN110331349A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种锆基非晶合金母合金的熔炼方法 |
| CN111961895A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-20 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种锆合金铸锭的制备方法 |
| CN112281026A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种耐蚀锆合金及其铸锭的制备方法和应用 |
| CN112281026B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-03-29 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种耐蚀锆合金及其铸锭的制备方法和应用 |
| CN114350994A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-15 | 西部新锆核材料科技有限公司 | 一种含铁锆合金铸锭的制备方法 |
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