CN105154691A - 一种电子束冷床炉熔炼生产4j42合金热连轧方坯的方法 - Google Patents
一种电子束冷床炉熔炼生产4j42合金热连轧方坯的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，将纯铁锭和纯镍锭分别刨屑，将纯铁刨屑和纯镍刨屑分别脱脂后烘干；将烘干的铁屑、镍屑分别破碎成粒度≤6mm的铁屑料、镍屑料，再分别用筛网筛分，将经筛分的铁屑料、镍屑料置于混布料系统中混合后压块；将压好的块料装进电子束冷床炉的进料器并抽真空至不超过0.2Pa，开启电子枪进行熔炼，选择方形结晶器浇铸，再进行补缩，然后对铸锭冲氩冷却，对铸锭扒皮、去头即可。本发明采用纯的原料直接混合，压块后经电子束冷床炉一次熔炼浇铸成轧制方坯，避免了开坯锻造、二次扒皮等工序，大大降低加工成本及提高其生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及了4J42合金热连轧方坯的生产方法技术领域。
背景技术
目前，我国精密合金的冶炼设备主要有50～200kg真空感应炉(VIM)、1.0～2.5t非真空感应炉(NVIM)、1～5t电弧炉加炉外精炼(EAC)、450kg非真空炉加电渣炉(NVIM+ECM)、0.5～1.0t非真空炉加真空精炼(NVIM+VF)、25～700kg真空自耗电弧炉(VAR)。由于冶炼设备的容量比较小，熔铸出来的铸锭规格也相对较小，同时由于精密合金产品要求表面质量高，在其铸锭存在皮下气泡和一些表面缺陷，如表面夹杂物、表面冷溅物等，会对产品质量造成严重的影响，为此，均要进行扒皮工序将铸锭表面的不合格部分去掉。扒皮后铸锭表面还存在的小缺陷还应予以清除，扒皮及后续的修磨对成锭率影响很大。因此应该尽量采用大锭型并提高铸锭表面质量，以减少扒皮量提高成材率。
为提高单铸锭的重量，提高铸锭的成锭率，已有部分公司正在尝试用电弧炉冶炼来替代真空或非真空感应炉冶炼，然后进行真空处理。这样可以提高产量、降低成本，并提高产品的性能稳定性；并且可以浇铸成扁坯采用轧制开坯，避免锻锤开坯，提高热轧开坯的生产能力和收得率。对于市场需求量较大的精密合金，采用电弧炉加炉外精炼的工艺，大批量生产大规格的铸锭；或浇铸成扁锭，采用轧制开坯。但是目前国内尚未有成熟的大规格的铸锭熔炼及以轧代锻的加工技术。为此，开发大规格铸锭的熔铸工艺及以轧代锻工艺，对大批量生产4J42合金板卷具有重要的实现意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种生产铸锭规格大、重量大、质量好、速度快，工序流程短、操作方便、可有效解决传统方法生产4J42轧制方坯出现的问题的电子束冷床炉熔炼生产4J42合金的热连轧方坯的方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，包括如下步骤：
(1)将纯铁锭和纯镍锭分别刨屑，将纯铁刨屑和纯镍刨屑分别脱脂，脱脂完成后烘干；
(2)将烘干的铁屑、镍屑分别破碎成粒度≤6mm的铁屑料、镍屑料；
(3)将铁屑料、镍屑料分别用筛网筛分，筛除粒度小于0.3mm的屑料；
(4)将经筛网筛分的铁屑料、镍屑料分别称量并置于混布料系统中混合，将混合好的物料压块；
(5)将压好的块料装进电子束冷床炉的进料器即阿基米德螺旋筒，并对进料器及阿基米德螺旋筒抽真空，当真空≤0.2Pa时，开启电子枪进行熔炼，选择方形结晶器浇铸，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、去头后，得到可供轧制的4J42合金方坯。
上述步骤(1)所述纯铁锭的纯度≥99.8％，纯镍锭的纯度≥99.9％。步骤(4)所述铁屑料、镍屑料的混合质量比为铁屑料53.5～56.5％、镍屑料43.5～46.5％。步骤(5)所述压块的压缩率≥70％。步骤(5)所述熔炼时的熔炼速度为600～1200kg/h，熔炼功率780kW～1400kW，成型功率为390～430kW，结晶器的尺寸为1050mm×210mm，冲氩冷却的冷却时间为320min～480min。
本发明充分利用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的特点，采用电子束冷床炉熔炼直接浇铸出热连轧机用的4J42方坯，可有效解决现有技术的不足。本发明方法可以实行连续的浇铸，浇铸的铸锭重量可达到10吨，大大提升4J42合金板、带的生产效率。本发明工艺简单、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。
具体实施方式
实施例1
一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，包括如下步骤：
(1)使用刨床将纯铁锭、纯镍锭分别进行刨屑，屑的宽度为20～40mm，长度不限，然后将纯铁刨屑、纯镍刨屑分别进行脱脂，脱脂温度控制在70℃，脱脂完成后置于箱式电阻炉里进行130℃烘干400min；
(2)将烘干的纯铁刨屑、纯镍刨屑分别采用破碎机进行破碎，破碎成粒度≤6mm的铁屑料、镍屑料；
(3)将经过破碎的铁屑料、镍屑料分别用筛网筛分，筛除粒度小于0.3mm的铁屑料、镍屑料；
(4)将经筛网筛分的铁屑料、镍屑料分别称量并置于混布料系统中混合，铁屑料、镍屑料的混合质量比为铁屑料53.5～56.5％、镍屑料43.5～46.5％。混合完成后压块，采用600T压力机施加轴向21MPa的压力将混合屑料压制成尺寸为Ф100mm×60mm的块料；压块的压缩率≥70％。
(5)将压好的块料装进电子束冷床炉的进料器即阿基米德螺旋筒，并对进料器抽真空，至真空度≤0.2Pa时，开启电子枪进行熔炼，熔炼功率为800kW，成型功率为420kW，熔炼速度为800kg/h。选择尺寸为1050mm×210mm的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370min，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4J42合金方坯。
实施例2
(1)使用刨床将纯铁锭、纯镍锭分别进行刨屑，屑的宽度为20～40mm，长度不限，将纯铁刨屑、纯镍刨屑分别进行脱脂，脱脂温度控制在65℃，脱脂完成后置于箱式电阻炉里进行120℃烘干480min；
(2)将烘干的纯铁刨屑、纯镍刨屑分别采用破碎机进行破碎，破碎成粒度≤6mm的铁屑料、镍屑料；
(3)将经过破碎的铁屑料、镍屑料分别用筛网筛分，筛除粒度小于0.3mm的铁屑料、镍屑料；
(4)将经筛网筛分的铁屑料、镍屑料分别进行称量并置于混布料系统中进行混合，铁屑料、镍屑料的混合质量比为铁屑料53.5～56.5％、镍屑料43.5～46.5％。混合完成后压块，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；压块的压缩率为90％。
(5)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，当真空度达到0.1Pa时，开启电子枪进行熔炼，熔炼功率为1400kW，成型功率为390kW，熔炼速度为1200kg/h。选择尺寸为1050mm×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480min，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4J42合金方坯。
实施例3
一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，包括如下步骤：
(1)使用刨床将纯铁锭、纯镍锭分别进行刨屑，屑的宽度为20～40mm，长度不限，然后将纯铁刨屑、纯镍刨屑分别进行脱脂，脱脂温度控制在75℃，脱脂完成后置于箱式电阻炉里进行120℃烘干420min；
(2)将烘干的纯铁刨屑、纯镍刨屑分别采用破碎机进行破碎，破碎成粒度≤6mm的铁屑料、镍屑料；
(3)将经过破碎的铁屑料、镍屑料分别用筛网筛分，筛除粒度小于0.3mm的铁屑料、镍屑料；
(4)将经筛网筛分的铁屑料、镍屑料分别称量并置于混布料系统中混合，铁屑料、镍屑料的混合质量比为铁屑料53.5～56.5％、镍屑料43.5～46.5％。混合完成后压块，采用压力机将混合屑料压制成尺寸为Ф100mm×60mm的块料；压块的压缩率为80％。
(5)将压好的块料装进电子束冷床炉的进料器即阿基米德螺旋筒，并对进料器抽真空，至真空度≤0.2Pa时，开启电子枪进行熔炼，熔炼功率为780kW，成型功率为430kW，熔炼速度为600kg/h。选择尺寸为1050mm×210mm的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320min，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4J42合金方坯。
本发明所述及的电子束冷床炉为现有技术设备。所述的脱脂、刨屑等均可才有现有技术。
本发明采用纯的原料直接混合，压块后经电子束冷床炉一次熔炼浇铸成轧制方坯，避免了开坯锻造、二次扒皮等工序，大大降低了4J42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 (5)
1.一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将纯铁锭和纯镍锭分别刨屑，将纯铁刨屑和纯镍刨屑分别脱脂，脱脂完成后烘干；
(2)将烘干的铁屑、镍屑分别破碎成粒度≤6mm的铁屑料、镍屑料；
(3)将铁屑料、镍屑料分别用筛网筛分，筛除粒度小于0.3mm的屑料；
(4)将经筛网筛分的铁屑料、镍屑料分别称量并置于混布料系统中混合，将混合好的物料压块；
(5)将压好的块料装进电子束冷床炉的进料器即阿基米德螺旋筒，并对进料器及阿基米德螺旋筒抽真空，当真空≤0.2Pa时，开启电子枪进行熔炼，选择方形结晶器浇铸，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、去头后，得到可供轧制的4J42合金方坯。
2.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤(1)所述纯铁锭的纯度≥99.8％，纯镍锭的纯度≥99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤(4)所述铁屑料、镍屑料的混合质量比为铁屑料53.5～56.5％、镍屑料43.5～46.5％。
4.根据权利要求1所述的一种电子束冷床炉熔炼生产4J42合金热连轧方坯的方法，其特征在于，步骤(5)所述压块的压缩率≥70％。
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(5)所述熔炼时的熔炼速度为600～1200kg/h，熔炼功率780kW～1400kW，成型功率为390～430kW，结晶器的尺寸为1050mm×210mm，冲氩冷却的冷却时间为320min～480min。
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