CN104109761A - 一种钛屑回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钛屑回收工艺，有以下几个步骤：清洗，对沾有油渍等污染物的钛屑进行清洗；烘干，将经过清洗的钛屑进行烘干；磁选，对含有铁杂质的钛屑进行磁选；压电极块，将经过清洗、烘干的钛屑压制成电极块；焊接，把各个电极块焊接成电极；熔炼，对焊接成型的电极进行真空熔炼。本发明通过除油酸洗和磁选消除钛屑表面油污、氧化物和钛屑中的铁杂质，本发明在现有通用的设备基础上，通过改变工艺参数和熔炼过程控制进行钛屑回收，节约了成本，通过本工艺流程后的钛屑成分控制偏差控制在5%左右，大大减少了夹杂和高熔点化合物等的存在。

Description

一种钛屑回收工艺

技术领域

本发明涉及钛加工技术领域，特别涉及一种钛屑回收工艺。

背景技术

目前钛屑回收有两种途径，一是购置专门的钛屑回收设备，投入大，利用率低，经济效益低；二是基于现有设备及工艺对钛屑进行回收，但是钛屑电极密度小、紧实度较差，这就造成了真空熔炼过程中物料呈块状脱落，电弧长度不均，熔炼不稳定，且容易造成侧弧，对坩埚造成损坏，具有安全隐患。

发明内容

本发明克服了上述现有技术中存在的不足，提供了一种生产成本低、稳定可靠的钛屑回收工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种钛屑回收工艺，包括如下步骤：

(1)，除油清洗：先采用ML106金属清洗剂与水进行配比，两者体积配比为1∶20，水温必须加热且水温控制在80℃，在上述配比好的清洗液倒入清洗槽内，在清洗槽底部设有由电机带动旋转的波轮，把钛屑放入细网篮内并浸入清洗液内清洗110～130分钟；清洗完后将钛屑放入烘箱烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间至少4小时；

(2)，磁选：将烘干的钛屑先用16目筛网分离出细小颗粒，然后再用磁铁对留在筛网上的钛屑进行磁选，吸出里面的铁屑，并人工挑出氧化掉的钛屑和杂质；

(3)，压电极块：将磁选后留在筛网上的钛屑放入4000T挤压机内挤出圆柱形的电极块，压力控制在23MPa，保证电极块紧实、无毛边，电极块的直径为300mm，高度为239～241mm；挤出的电极块再放置在温度不低于65℃的烘房内，放置时间为6小时以上；

(4)，焊接：将多个电极块首尾相连放在一料架上并锁紧固定，将放置电极块的料架放入真空焊箱对电极块进行焊接，电极块的拼接处每圈12个焊点，另外沿电极块长度方向加三条直焊，焊接工艺参数为电压30V，电流450A，漏气率≤1Pa/min；

(5)，熔炼：采用二次熔炼工艺，所用设备为真空自耗电极电弧炉，第一次熔炼由直径为300mm的一次电极熔炼成直径为380mm的圆柱形二次电极，第二次熔炼由直径为380mm的二次电极熔炼成直径为460mm的圆柱形成品锭；第一次熔炼电流控制在6000A，电压为32V，起弧电流2000A，稳弧控制在直流5A，真空度＜1Pa，漏气率≤1Pa/min；第二次熔炼熔炼电流控制在10000A，电压为30V，起弧电流3000A，稳弧控制在直流5A，真空度＜1Pa，漏气率≤1Pa/min。

作为优选，在步骤(3)中，在挤压机的模具下方设有电极块推手，所述的推手包括气缸、支撑座、箱体和滑轨，所述的箱体是由A板、C板及连接A板、C板的B板组成，箱体的横截面呈U型，A板、B板和C板均垂直于地面设置，A板和C板平行对称设置于B板的两侧；所述气缸固定在支撑座上，气缸的活塞杆与B板外侧面固定相连；在箱体B板的内侧面中心位置垂直设有推杆；箱体的A板和C板底部配合设有用以实现箱体滑动的滑轨。

作为优选，所述的推杆的两侧对称设有用以加固推杆的斜杆；斜杆的两端分别与推杆、B板焊接固定。

作为优选，在步骤(4)中，所述的料架包括间隔平行设置的圆板X和圆板Y，圆板X的中心轴线和圆板Y的中心轴线相重合，在圆板X和圆板Y之间设有用以承托电极块的料架条A、料架条B及用以挤住电极块的料架条C，所述的三个料架条均平行于圆板X的中心轴线且三个料架条是围绕圆板X的中心轴线周向均匀设置的；在工作状态下，料架条A、料架条B处在圆板X的中心轴线的下方，将电极块首尾相连顺次摆放在料架条A与料架条B之间，再将料架条C压在电极块上，料架条C处在圆板X的中心轴线的上方；在料架条C的底面上设有V形钢板，V形钢板的开口朝向圆板X的中心轴线且V形钢板的开口抵在电极块的侧壁上。

作为优选，所述料架条A和料架条B通过三角板与圆板X和圆板Y焊接固定；料架条C两端通过螺栓A固定连接在圆板X和圆板Y上。

作为优选，所述的料架条C与V形钢板焊接固定；在料架条C的底部两侧各焊接固定有多个螺母，在螺母内穿设有螺栓B，螺栓B的下端卡住V形钢板的外侧。

采用了上述技术方案的本发明的有益效果是：

本发明在现有通用的设备基础上，通过改变工艺参数和熔炼过程控制进行钛屑回收，节约了成本，通过本工艺流程后的钛屑成分控制偏差控制在5%左右，大大减少了夹杂和高熔点化合物等的存在。

具体的说，本发明通过除油清洗和磁选消除油污、氧化物、铁等杂物，在过程控制中严格烘干温度和时间，确保真空度和漏气率，钛屑成分控制偏差控制在5%左右，大大减少了夹杂和高熔点化合物等的存在，在熔炼过程中，一次熔炼采取较小熔炼电流，较大稳弧电流，这种工艺参数既保护了电弧炉内的坩埚，又使熔液得到了充分的净化，二次熔炼采用小的熔炼电流，小的稳弧电流，这种工艺参数既保护了电弧炉内的坩埚，又能避免熔液飞溅，提高成材率。

附图说明

图1为将电极块焊接在一起的状态图；

图2为实施方式中电极块推手的结构示意图；

图3为图2的俯视状态示意图；

图4为料架的俯视示意图；

图5为图4的A-A向剖视结构示意图；

图6料架条C和V形钢板连接的结构示意图；

图7为料架的整体结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

一种钛屑回收工艺，包括如下步骤：

(1)，除油清洗：先采用ML106金属清洗剂与水进行配比，两者体积配比为1∶20，水温必须加热且水温控制在80℃，ML106金属清洗剂为向杭州米兰日化有限公司购得，该金属清洗剂适用于机械工业的表面处理，热处理、电镀、电脉涂漆、等工序时的除油，有一定的防锈、防腐蚀性能；在上述配比好的清洗液倒入清洗槽内，在清洗槽底部设有由电机带动旋转的波轮，把钛屑放入细网篮内并浸入清洗液内清洗110～130分钟；清洗完后将钛屑放入烘箱烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间至少4小时；

(2)，磁选：将烘干的钛屑先用孔径大小为16目的筛网分离出细小颗粒，然后再用磁铁对留在筛网上的钛屑进行磁选，吸出里面的铁屑，并人工挑出氧化掉的钛屑和杂质；

(3)，压电极块：将磁选后留在筛网上的钛屑放入4000T挤压机内挤出圆柱形的电极块，压力控制在23MPa，保证电极块紧实、无毛边，电极块的直径为300mm，高度为239～241mm；挤出的电极块再放置在温度不低于65℃的烘房内，放置时间为6小时以上；挤压机是沈阳市四达液压机厂的型号为YR81-200-SM挤压机；

通常在挤压机挤出电极块后，都是由人工进行扒料，效率低，浪费人力，为解决这一问题，在挤压机的模具下方设置了电极块推手，如图2、3所示，所述的推手包括气缸21、支撑座22和箱体23，所述的箱体23是由A板25、C板26及连接A板25、C板26的B板27组成，箱体23的横截面呈U型，A板25、B板27和C板26均垂直于地面设置，A板25和C板26平行对称设置于B板27的两侧；所述气缸21固定在支撑座22上，气缸21的活塞杆与B板27外侧面固定相连；在箱体23B板27的内侧面中心位置垂直设有推杆28；箱体的A板25和C板26底部配合设有用以实现箱体滑动的滑轨24。

所述的推杆28的两侧对称设有用以加固推杆28的斜杆29；斜杆29的两端分别与推杆28、B板27焊接固定。

使用时将箱体23设置在挤压机模具下方，箱体23横截面呈U型，其一侧开口，当挤压时，模具会压在箱体23的A板25和C板26上，挤压出的电极块恰好会落至箱体23内，箱体23起到了承托模具的作用；当挤压出电极块后，气缸21驱动箱体23移动，B板27的受力传递至推杆28，进而使推杆28将电极块从箱体23的开口这一侧推出，推杆28的设置减少了箱体23的行程，并且可以在电极块掉落时给予缓冲，防止其摔坏。

(4)，焊接：将多个电极块首尾相连放在一料架上并锁紧固定，将放置电极块的料架放入真空焊箱对电极块进行焊接，如图1所示，电极块42的拼接处每圈12个焊点40，另外沿电极块长度方向加三条直焊41，焊接工艺参数为电压30V，电流450A，漏气率≤1Pa/min；真空焊箱为东莞照亮焊接设备有限公司购得。

所述的料架，如图4～7所示，包括间隔平行设置的圆板X1和圆板Y2，圆板X1的中心轴线和圆板Y2的中心轴线相重合，在圆板X1和圆板Y2之间设有用以承托电极块3的料架条A4、料架条B5及用以挤住电极3块的料架条C6，所述的三个料架条均平行于圆板X1的中心轴线且三个料架条是围绕圆板X1的中心轴线周向均匀设置的；在工作状态下，料架条A4、料架条B5处在圆板X1的中心轴线的下方，料架条C6处在圆板X1的中心轴线的上方；在料架条C6的底面上设有V形钢板7，V形钢板7的开口朝向圆板X1的中心轴线；所述料架条A4和料架条B5通过三角板8与圆板X1和圆板Y2焊接固定；料架条C6两端通过螺栓A固定连接在圆板X1和圆板Y2上；所述的料架条C6与V形钢板7焊接固定；具体地说，在料架条C6的底部两侧各焊接固定有多个螺母9，在螺母9内穿设有螺栓B10，螺栓B10的下端卡住V形钢板7的外侧；所述的圆板X1、圆板Y2、料架条A4、料架条B5、料架条C6和V形钢板7均采用钢材制成。

在具体使用过程中，将出料的单块电极块整齐紧密排列的放置在料架条A4和料架条B5上，然后将固定有V形钢板7的料架条C6安装在圆板X1和圆板Y1上，使各个单块电极块固定在放置料架中，V形钢板7卡住了各个单块电极块用以防止各个单块电极块滑动或转动，保证了焊接时的稳定性，操作十分便利。

(5)，熔炼：采用二次熔炼工艺，所用设备为真空自耗电极电弧炉，第一次熔炼由直径为300mm的一次电极熔炼成直径为380mm的圆柱形二次电极，第二次熔炼由直径为380mm的二次电极熔炼成直径为460mm的圆柱形成品锭；第一次熔炼电流控制在6000A，电压为32V，起弧电流2000A，稳弧控制在直流5A，真空度＜1Pa，漏气率≤1Pa/min；第二次熔炼熔炼电流控制在10000A，电压为30V，起弧电流3000A，稳弧控制在直流5A，真空度＜1Pa，漏气率≤1Pa/min。

真空自耗电极电弧炉为宝鸡稀有金属装备设计研制所生产的ZHTB01自耗炉。

Claims (6)

1.一种钛屑回收工艺，其特征是包括如下步骤：

(1)，除油清洗：先采用ML106金属清洗剂与水进行配比，两者体积配比为1∶20，水温必须加热且水温控制在80℃，在上述配比好的清洗液倒入清洗槽内，在清洗槽底部设有由电机带动旋转的波轮，把钛屑放入细网篮内并浸入清洗液内清洗110～130分钟；清洗完后将钛屑放入烘箱烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间至少4小时；

(2)，磁选：将烘干的钛屑先用16目筛网分离出细小颗粒，然后再用磁铁对留在筛网上的钛屑进行磁选，吸出里面的铁屑，并人工挑出氧化掉的钛屑和杂质；

(3)，压电极块：将磁选后留在筛网上的钛屑放入4000T挤压机内挤出圆柱形的电极块，压力控制在23MPa，保证电极块紧实、无毛边，电极块的直径为300mm，高度为239～241mm；挤出的电极块再放置在温度不低于65℃的烘房内，放置时间为6小时以上；

(4)，焊接：将多个电极块首尾相连放在一料架上并锁紧固定，将放置电极块的料架放入真空焊箱对电极块进行焊接，电极块的拼接处每圈12个焊点，另外沿电极块长度方向加三条直焊，焊接工艺参数为电压30V，电流450A，漏气率≤1Pa/min；

(5)，熔炼：采用二次熔炼工艺，所用设备为真空自耗电极电弧炉，第一次熔炼由直径为300mm的一次电极熔炼成直径为380mm的圆柱形二次电极，第二次熔炼由直径为380mm的二次电极熔炼成直径为460mm的圆柱形成品锭；第一次熔炼电流控制在6000A，电压为32V，起弧电流2000A，稳弧控制在直流5A，真空度＜1Pa，漏气率≤1Pa/min；第二次熔炼熔炼电流控制在10000A，电压为30V，起弧电流3000A，稳弧控制在直流5A，真空度＜1Pa，漏气率≤1Pa/min。

2.根据权利要求1所述的一种钛屑回收工艺，其特征是：在步骤(3)中，在挤压机的模具下方设有电极块推手，所述的推手包括气缸、支撑座、箱体和滑轨，所述的箱体是由A板、C板及连接A板、C板的B板组成，箱体的横截面呈U型，A板、B板和C板均垂直于地面设置，A板和C板平行对称设置于B板的两侧；所述气缸固定在支撑座上，气缸的活塞杆与B板外侧面固定相连；在箱体B板的内侧面中心位置垂直设有推杆；箱体的A板和C板底部配合设有用以实现箱体滑动的滑轨。

3.根据权利要求2所述的一种钛屑回收工艺，其特征是：所述的推杆的两侧对称设有用以加固推杆的斜杆；斜杆的两端分别与推杆、B板焊接固定。

4.根据权利要求1所述的一种钛屑回收工艺，其特征是：在步骤(4)中，所述的料架包括间隔平行设置的圆板X和圆板Y，圆板X的中心轴线和圆板Y的中心轴线相重合，在圆板X和圆板Y之间设有用以承托电极块的料架条A、料架条B及用以挤住电极块的料架条C，所述的三个料架条均平行于圆板X的中心轴线且三个料架条是围绕圆板X的中心轴线周向均匀设置的；在工作状态下，料架条A、料架条B处在圆板X的中心轴线的下方，将电极块首尾相连顺次摆放在料架条A与料架条B之间，再将料架条C压在电极块上，料架条C处在圆板X的中心轴线的上方；在料架条C的底面上设有V形钢板，V形钢板的开口朝向圆板X的中心轴线且V形钢板的开口抵在电极块的侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种钛屑回收工艺，其特征是：所述料架条A和料架条B通过三角板与圆板X和圆板Y焊接固定；料架条C两端通过螺栓A固定连接在圆板X和圆板Y上。

6.根据权利要求4所述的一种钛屑回收工艺，其特征是：所述的料架条C与V形钢板焊接固定；在料架条C的底部两侧各焊接固定有多个螺母，在螺母内穿设有螺栓B，螺栓B的下端卡住V形钢板的外侧。