CN104212989A - 一种电子束冷床炉熔炼生产ta10热连轧方坯的方法 - Google Patents

Abstract

一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，生产过程中包括如下步骤：步骤一、将粒度为6mm～10mm的海绵钛和粒度为6mm～8mm的钼颗粒进行混合，混合均匀后，压制成电极块，然后采用炉内焊将电极块焊接成电极，再用真空自耗电弧炉一次熔炼得Ti-Mo中间合金；所述Ti-Mo中间合金中的Mo的含量为15～25%；步骤二、将步骤一制备的Ti-Mo中间合金锭破碎成粒度≤3mm的Ti-Mo中间合金颗粒；等等。本发明电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的工艺简单、操作方便、在提高铸锭品质同时，也使生产流程大为缩短，提高成材率，大大降低生产成本，使产品获得良好的市场竞争能力。

Description

一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法

技术领域

本发明涉及了一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，属于钛合金生产技术领域。

背景技术

钛具有优良的耐腐蚀性能、力学性能和工艺性能而被广泛应用于国民经济中，特别是在化工行业的生产中。用钛代替不锈钢、铜镍合金和其它稀有金属，不但提高产品的质量，延长设备的使用寿命，减少消耗，降低成本，改善劳动条件和提高劳动生产率等方面均有十分重要的意义。

研究表明：Ti-Pb合金为目前最好的一种耐蚀钛合金，已被广泛应用在冶金、航空、石油精炼、石油化工等工业部门，并取得了显著效果。但是Ti-Pd合金中含有稀贵金属钯，不仅来源有困难，而且成本也高，因此研究一种新型耐蚀合金以取代Ti-Pd合金一直是钛冶金工作者关注的目标。科研人员在开发温度高达200℃海水脱盐装置的结构材料研制出了Ti-2Ni合金。其耐蚀性能良好，不会出现点蚀及缝蚀。但由于其加工性能差，冷轧带卷边裂等原因而未能投入工业生产。直到1974年10月美国钛金属公司Timet分部公布了试验性合金Ti-0.3Mo-0.8Ni(TA10），由于这个合金不含稀贵元素，加工性能好，并且在还原性介质和高温氯化物中的耐蚀性能比纯钛有了明显的提高，可以部分取代Ti-Pd合金，因此立即引起了人们的极大关注，并很快获得了工业应用。TA10合金被认为是自Ti-Pd合金以来的最优良的新型耐蚀合金，在一些纯钛可能出现缝隙腐蚀的环境中，TA10合金将取代纯钛获得极为广泛的应用。

目前我国制备TA10合金基材主要是用真空自耗电弧炉熔炼，然后通过锻压及热处理后来获得的。在制备电极过程中会出现材料氧化现象，熔炼过程中出现成分偏析、组织不均匀、夹杂以及孔洞等许多铸造缺陷，容易导致在后续处理过程中出现了材料开裂、氧化、存在微裂纹、耐腐蚀性能不好等不足。由于电子束冷床炉具有熔炼、精炼区域及浇铸区域，并通过精炼区域将熔炼区域与浇铸区域分开。为此，采用电子束冷床炉进行熔炼可较好解决真空自耗电弧炉熔炼的不足，同时采用电子束冷床炉熔炼能直接浇铸出热连轧机用的TA10方坯，大大提升了TA10板、带的生产效率。

通过对现有技术文献的检索，关于一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的研究，尚未发现相关报导。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题在于针对上述出现的不足，提供一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其生产铸锭规格大、重量高、质量好、速度快，工序流程短、操作方便、有效地解决传统方法生产TA10轧制方坯出现的问题及不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤一、将粒度为6mm~10mm的海绵钛和粒度为6mm~8mm的钼颗粒进行混合，混合均匀后，压制成电极块，然后采用炉内焊将电极块焊接成电极，再用真空自耗电弧炉一次熔炼得Ti-Mo中间合金；所述Ti-Mo中间合金中的Mo的含量为15~25%;

步骤二、将步骤一制备的Ti-Mo中间合金锭破碎成粒度≤3mm的Ti-Mo中间合金颗粒；

步骤三、将海绵钛、Ti-Mo中间合金颗粒、镍屑混全均匀后压制成小块，再将小块装进电子束冷床炉的进料器（阿基米德螺旋筒），并对其抽真空，当真空≤0.1Pa时，开启电子枪进行熔炼，选择方形结晶器进行浇铸，浇铸完成后对铸锭进行补缩，补缩结束后，对铸锭进行冲氩冷却，冷却完成后，对铸锭进行扒皮、去头工序后即可获得可供轧制的TA10方坯。

本发明步骤一所述中海绵钛的纯度≥99.8%，钼的纯度≥99.5%。

本发明步骤一所述中真空自耗电弧炉的熔炼真空≤5Pa，熔炼电流为1200~1500A，熔炼电压为30~32V。

本发明步骤三所述中的压块的压缩率≥70%，镍屑的粒度≤2mm。

本发明步骤三所述中电子速熔炼速度为800~1200kg/h，熔炼功率1000kW~1200kW，成型功率为320~380kW，结晶器的尺寸为1250mm×210mm。

本发明步骤三所述中冷却时间为240min~360min。

本发明具有以下优点：

1、铸锭质量高；

2、熔炼过程简单、操作方便；

3、能大大缩短TA10板、带生产工序流程；

4、成材率大为提高，能获得明显的经济效益。

    综上所述，本发明电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的工艺简单、操作方便、在提高铸锭品质同时，也使生产流程大为缩短，提高成材率，大大降低生产成本，使产品获得良好的市场竞争能力。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述。

具体实施方式

实施例1

步骤一、将粒度为8mm的零级海绵钛和粒度为6mm的钼颗粒进行混合，混合均匀后，采用600T压力机施加轴向15MPa压力压制成尺寸为105mm×350mm的电极块，然后采用炉内焊将电极块两两焊接成尺寸为105mm×1400mm电极，再将所述的电极置于真空自耗电弧炉中，在熔炼真空度小于5Pa时，开始进行熔炼，熔炼电流为1400A，熔炼电压为30V的条件下一次熔炼得Ti-Mo中间合金；所述Ti-Mo中间合金中的Mo的含量为20%;

步骤二、将步骤一制备的Ti-Mo中间合金锭破碎成粒度≤3mm的Ti-Mo中间合金颗粒；

步骤三、将粒度为8mm的零级海绵钛、粒度为3mmTi-Mo中间合金颗粒及粒度小于2mm镍屑混全均匀后，采用600T压力机施加轴向21MPa的压力压制成尺寸为Ф100mm×60mm的块料，再将块料装进电子束冷床炉的进料器（阿基米德螺旋筒），并对其抽真空，当真空度为0.1Pa时，开启电子枪进行熔炼，熔炼功率为1000kW，成型功率为350kW，熔炼速度为850kg/h。选择尺寸为1250mm×210mm方形结晶器进行浇铸，浇铸完成后对铸锭进行补缩，补缩结束后，对铸锭进行冲氩冷却，冷却时间为240min，冷却完成后，对铸锭进行扒皮、去头工序后即可获得可供轧制的TA10方坯。

本实施例采用Ti-Mo中间合金代替常规钼原料，降低了Mo元素的挥发量，提高了原料的利用率，同时也降低了熔炼冷床及精炼冷床对Mo元素的捕捉量。

采用电子束冷床炉一次熔炼浇铸成轧制方坯，可降低后续TA10卷、板的加工成本及提高其生产效率。

实施例2

步骤一、将粒度为8mm的零级海绵钛和粒度为6mm的钼颗粒进行混合，混合均匀后，采用600T压力机施加轴向15MPa压力压制成尺寸为105mm×350mm的电极块，然后采用炉内焊将电极块两两焊接成尺寸为105mm×1400mm电极，再将所述的电极置于真空自耗电弧炉中，在熔炼真空度小于5Pa时，开始进行熔炼，熔炼电流为1500A，熔炼电压为32V的条件下一次熔炼得Ti-Mo中间合金；所述Ti-Mo中间合金中的Mo的含量为30%;

步骤二、将步骤一制备的Ti-Mo中间合金锭破碎成粒度≤3mm的Ti-Mo中间合金颗粒；

步骤三、将粒度为8mm的零级海绵钛、粒度为3mmTi-Mo中间合金颗粒及粒度小于2mm镍屑混全均匀后，采用600T压力机施加轴向21MPa的压力压制成尺寸为Ф100mm×60mm的块料，再将块料装进电子束冷床炉的进料器（阿基米德螺旋筒），并对其抽真空，当真空度为0.1Pa时，开启电子枪进行熔炼，熔炼功率为1200kW，成型功率为320kW，熔炼速度为1000kg/h。选择尺寸为1250mm×210mm方形结晶器进行浇铸，浇铸完成后对铸锭进行补缩，补缩结束后，对铸锭进行冲氩冷却，冷却时间为360min，冷却完成后，对铸锭进行扒皮、去头工序后即可获得可供轧制的TA10方坯。

本实施例采用Ti-Mo中间合金代替常规钼原料，降低了Mo元素的挥发量，提高了原料的利用率，同时也降低了熔炼冷床及精炼冷床对Mo元素的捕捉量。采用电子束冷床炉一次熔炼浇铸成轧制方坯，可降低后续TA10卷、板的加工成本及提高其生产效率。

    以上所述，仅是本发明较佳的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例进行简单的修改、变更以及等效结构的变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其特征在于，生产过程中包括如下步骤：

步骤一、将粒度为6mm~10mm的海绵钛和粒度为6mm~8mm的钼颗粒进行混合，混合均匀后，压制成电极块，然后采用炉内焊将电极块焊接成电极，再用真空自耗电弧炉一次熔炼得Ti-Mo中间合金；所述Ti-Mo中间合金中的Mo的含量为15~25%;

步骤二、将步骤一制备的Ti-Mo中间合金锭破碎成粒度≤3mm的Ti-Mo中间合金颗粒；

步骤三、将海绵钛、Ti-Mo中间合金颗粒、镍屑混全均匀后压制成小块，再将小块装进电子束冷床炉的进料器及阿基米德螺旋筒，并对其抽真空，当真空≤0.1Pa时，开启电子枪进行熔炼，选择方形结晶器进行浇铸，浇铸完成后对铸锭进行补缩，补缩结束后，对铸锭进行冲氩冷却，冷却完成后，对铸锭进行扒皮、去头工序后即可获得可供轧制的TA10方坯。

2.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤一所述中海绵钛的纯度≥99.8%，钼的纯度≥99.5%。

3.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤一所述中真空自耗电弧炉的熔炼真空≤5Pa，熔炼电流为1200~1500A，熔炼电压为30~32V。

4.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤三所述中的压块的压缩率≥70%，镍屑的粒度≤2mm。

5.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤三所述中电子速熔炼速度为800~1200kg/h，熔炼功率1000kW~1200kW，成型功率为320~380kW，结晶器的尺寸为1250mm×210mm。

6.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产TA10热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤三所述中冷却时间为240min~360min。