CN111304463A - 一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，本发明通过冷却水强度的控制，有效增加了钛铸锭真空自耗熔炼提纯效果，尤其适合在北方潮湿寒冷冬季钛铸锭真空自耗熔炼；同时在一次锭熔炼时降低电压，采用短弧熔炼利于平稳除杂，二次锭熔炼时加大熔炼电流，利于加大熔池除杂提纯，预热水温和预热时间的设定十分关键。大型钛铸锭（≥7吨）的表面质量优异，表面气孔和冷隔消除，表面扒皮量减少，铸锭成品率提升1～2%。

Description

一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法

技术领域

本发明属于钛及钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法。

背景技术

在钛及钛合金真空自耗熔炼领域，铸锭的提纯或成分控制主要是对电流、电压、搅拌电流和熔炼真空度等工艺参数优化，调整电极电弧熔炼时金属液滴数量和液滴颗粒大小，使得真空自耗熔炼过程中发生的一系列物理化学反应，促进易挥发元素和杂质挥发。钛及钛合金铸锭真空自耗熔炼过程一般通过上述工艺参数调整达到最优提纯效果，一些物质发生分解电离，氢、氯化物等挥发去除，使得钛金属致密化和纯化。

而在我国潮湿寒冷的季节里，钛及钛合金真空自耗熔炼坩埚冷却系统的循环水冷却强度直接影响到熔池的深度、直径以及熔池中金属液的过热度。为取得最优熔炼效果，提高钛铸锭纯度，需要精准控制真空自耗熔炼循环冷却水冷却强度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，本发明通过冷却水强度的控制，有效增加了钛铸锭真空自耗熔炼提纯效果，尤其适合在北方潮湿寒冷冬季钛铸锭真空自耗熔炼；同时在一次锭熔炼时降低电压，采用短弧熔炼利于平稳除杂，二次锭熔炼时加大熔炼电流，利于加大熔池除杂提纯。预热水温和预热时间的设定十分关键。

为实现上述目的，本发明具体采用的技术方案如下：

一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，包括混料、电极压制及焊接、一次焊接和熔炼、一次锭平头和表面清洗、二次焊接和熔炼和扒皮取样、探伤步骤。具体步骤如下：

（1）海绵钛混料：采用单块混料方式进行混料；所述步骤（1）中海绵钛满足GB/T 2524-2010要求的1级或0级。

（2）电极压制及焊接：对步骤（1）中混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极；所述步骤（2）中焊接电流500-800A，焊接电压为35-50V。

（3）一次焊接和熔炼：采用真空自耗电弧炉对上述步骤（2）自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼；并对一次锭出炉后平头和表面清洗；所述步骤（3）中一次焊接和熔炼的熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电压设定为28～34V，稳弧电流为8.0～12.0A，熔炼电流为22～28kA。

（4）二次焊接和熔炼：采用真空自耗电弧炉对上述步骤（3）处理完的一次锭电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼；所述步骤（4）中二次焊接和熔炼的熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流34～38KA，稳弧电流为10.0～15.0A，熔炼电压设定为33～38V。

（5）扒皮取样、探伤：对步骤（4）二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

所述步骤（3）一次焊接过程中需要进行预热循环冷却水温度控制，所述循环冷却水预热温度为28～35℃，预热时间30～45min。所述步骤（3）中一次熔炼过程温度控制具体为：循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

所述步骤（4）二次焊接过程中需要进行预热循环冷却水温度控制，所述循环冷却水预热温度为28～35℃，预热时间30～45min。所述步骤（4）二次熔炼过程中温度控制具体为：循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

所述步骤（3）中一次熔炼过程采用短弧熔炼。

在钛真空自耗熔炼过程中，坩埚内壁会吸附挥发物和喷溅物杂质，起弧阶段若坩埚内壁吸附的物质较多，在后续熔炼过程中不易重熔去除，铸锭提纯效果降低，表面质量恶化，尤其在潮湿寒冷冬季尤其明显。为防止坩埚内壁结露和吸潮，经过对比实验发现：在夏季，室外温度在28℃以上时，纯钛铸锭真空自耗熔炼后，铸锭表面质量好，锻造轧制生产出的板材表面缺陷少，修磨点100点以内，修磨量降低，板材成品率高；在潮湿寒冷冬季，室外温度降低10℃以下，不预先对自耗熔炼坩埚系统预热到25℃以上，循环预热时间小于30min，都能影响到铸锭的熔炼质量，提纯效果降低，锻造轧制纯钛板带材表面缺陷增加到1000点以上，修磨量加大，板材成品率高。同时在一次真空自耗熔炼过程中，降低熔炼电压至28～32V，可以减少电极熔炼过程中的掉料，使一次真空自耗电极平稳熔炼，海绵钛中杂质物质排除干净；在电极二次熔炼过程中，加大电流至34～38KA，使得熔池扩大加深，熔池中的夹杂物在搅拌中易排除充分，利于提纯。

本发明有益效果：

（1）铸锭熔池除杂提纯效果提高，表面质量优化：钛真空自耗熔炼过程中，坩埚内壁会吸附挥发物和喷溅物杂质，起弧阶段若坩埚内壁吸附的物质较多，在后续熔炼过程中不易重熔去除，铸锭提纯效果降低，表面质量恶化，尤其在北方潮湿寒冷冬季尤其明显；为防止潮湿寒冷冬季坩埚内壁结露和吸潮，本发明经过了大量的实验，在各个影响因素中发现，预热水温和预热时间的设定十分关键；同时在一次熔炼过程中降低电压，短弧操作利于熔炼平稳减少掉料，提高铸锭熔池除杂提纯效果，二次熔炼过程中加大电流提高熔炼功率，利于熔池加深后除杂提纯，铸锭表面气孔和冷隔减少，表面质量优化。

（2）杂质去除充分，铸锭表面质量提高：钛真空自耗熔炼过程中熔化功率的80%热量由坩埚冷却系统带走，因此要求冷却水的流量、流速足够大，短暂的停水都可能导致严重事故发生，要求水源充足，压力和流量要稳定；钛真空自耗熔炼过程中如果坩埚冷却不足，将导致冷却水过热气化，使冷却条件恶化，甚至会造成坩埚壁熔穿；反之，坩埚冷却过度，使铸锭冷却过快熔池缩小，杂质去除不充分，喷溅至坩埚壁的金属得不到重熔，铸锭表面质量低劣。本发明通过控制熔炼前循环冷却水预热温度为28～35℃, 熔炼过程冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间，既不会造成坩埚壁熔穿，也不会造成冷却过度使杂质去除不充分、铸锭表面质量低劣的不利影响。

（3）增加钛铸锭真空自耗熔炼提纯效果：本发明通过冷却水强度的控制，有效增加了钛铸锭真空自耗熔炼提纯效果，尤其适合在北方潮湿寒冷冬季钛铸锭真空自耗熔炼；同时在一次锭熔炼时降低电压，采用短弧熔炼利于平稳除杂，二次锭熔炼时加大熔炼电流，利于加大熔池除杂提纯。大型钛铸锭（≥7吨）的表面质量优异，表面气孔和冷隔消除，表面扒皮量减少，铸锭成品率提升1～2%。

（4）本发明的方法适用在北方潮湿寒冷冬季条件下真空自耗熔炼钛及钛合金，在潮湿严寒条件下对提高钛铸锭熔炼纯度有重大效用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为采用对比例1和2制备的纯钛铸锭经锻造轧制后的表面图；

图2为采用对比例1和2制备的纯钛铸锭经锻造轧制后的缺陷能谱扫描图；

图3为实施例1制备的纯钛铸锭经锻造轧制后的表面图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的实质，下面结合具体实施例和附图对本发明进一步的阐述。

本发明公开了一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，本发明主要通过以下措施实现：（1）预热循环冷却水温度控制：熔炼前循环冷却水预热温度为28～35℃,预热时间30～45min（时间短坩埚预热效果差，时间长影响到生产效率），温度设定后能够达到±1℃控制；（2）熔炼过程温度控制:循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

具体包括以下步骤：

（1）海绵钛混料：选用1级或0级海绵钛,采用单块混料方式进行混料。

（2）电极压制及焊接：对混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极。

（3）一次焊接和熔炼：采用真空自耗电弧炉对上述自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼，熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电压设定为28～32V，电压降低电弧缩短减少自耗电极掉料，利于一次电极熔炼平稳，熔池除杂提纯能力加大。

（4）一次锭平头和表面清洗：一次锭出炉后平头，把铸锭冒口端飞边车平整，表面清洗处理后得氧化发蓝的表面车光。

（5）二次焊接和熔炼：采用真空自耗电弧炉对上述处理完的一次锭电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼，熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流36～38KA,电流加大熔池变深，利于二次熔炼除杂提纯。

（6）扒皮取样、探伤：对二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，检测铸锭化学成分合格；同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

所述步骤（1）中，海绵钛满足GB/T 2524-2010要求的1级或0级。

所述步骤（3）中，焊接过程中进行预热循环冷却水温度控制：循环冷却水预热温度为28～35℃,预热时间30～45min；熔炼过程温度控制:循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

所述步骤（4）中，焊接过程中进行预热循环冷却水温度控制：循环冷却水预热温度为28～35℃,预热时间30～45min；熔炼过程温度控制:循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

1、工艺过程

1级或0级海绵钛混料→电极压制及焊接→温水预热坩埚系统→一次炉内焊接和熔炼→进水温度和出水温度温差控制在5～10℃之间→一次锭平头和表面清洗处理→温水预热坩埚系统→二次炉内焊接和熔炼→进水温度和出水温度温差控制在5～10℃之间→扒皮取样，探伤→铸锭成品。

2、熔炼工艺参数

熔炼工艺参数

3、循环冷却水强度参数

循环冷却水强度参数

实施例1

本发明公开了一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，具体实施如下：

（1）海绵钛混料：选用满足国标GB/T 2524-2010要求的1级海绵钛，采用混料器进行混料，混料时间10s。

（2）电极压制及焊接：对混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用80MN油压机压制Φ685mm（1/3圆），124Kg/块，电极块高度300mm，保压时间10s；整根电极重约7000Kg；采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极，焊接电流600A，焊接电压40V。

（3）一次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф820mm，采用真空自耗电弧炉对上述自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器28-30℃预热45min。熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电流24kA，熔炼电压33V（低电压），熔炼稳弧电流10A交流，熔炼冷却水温35～40℃，熔炼后冷却时间≥8h。一次锭出炉后平头和表面挥发物清理。

（4）二次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф920mm，采用真空自耗电弧炉对上述一次熔炼完的电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器28～30℃预热45min。熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流35kA（大电流），熔炼电压36.5V，熔炼稳弧电流12A交流，熔炼冷却水温35～40℃，熔炼后冷却时间≥8h。

（5）扒皮取样、探伤：对二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，检测铸锭化学成分合格；同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

采用上述生产方法加工出Ф920mm规格铸锭，结果如下：大型纯钛铸锭（7吨）真空自耗熔炼出炉后表面气孔和冷隔消除，质量优异，表面扒皮量减少，铸锭成品率提升1～2%；7吨纯钛铸锭锻造后轧制生产的钛板带材产品，表面修磨量减少，表面修磨点控制在20～150点，综合成品率提升5～10%。

实施例2

本发明公开了一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，具体实施如下：

（1）海绵钛混料：选用满足国标GB/T 2524-2010要求的0级海绵钛，采用混料器进行混料，混料时间10s。

（2）电极压制及焊接：对混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用80MN油压机压制Φ880mm（1/4圆），153Kg/块，电极块高度300mm，保压时间10s；整根电极重约11500Kg；采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极，焊接电流600A，焊接电压40V。

（3）一次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф1000mm，采用真空自耗电弧炉对上述自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器28～30℃预热45min。熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电流28kA，熔炼电压34V（低电压），熔炼稳弧电流12A交流，熔炼冷却水温35～40℃，熔炼后冷却时间≥10h。一次锭出炉后平头和表面挥发物清理。

（4）二次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф1080mm，采用真空自耗电弧炉对上述一次熔炼完的电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器28～30℃预热45min。熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流38kA（大电流），熔炼电压36.5V，熔炼稳弧电流15A交流，熔炼冷却水温35～40℃，熔炼后冷却时间≥10h。

（5）扒皮取样、探伤：对二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，检测铸锭化学成分合格；同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

采用上述精准控制熔炼冷却强度的生产方法加工出Ф1080mm规格铸锭，结果如下：大型纯钛铸锭（10吨）真空自耗熔炼出炉后表面气孔和冷隔消除，质量优异，表面扒皮量减少，铸锭成品率提升1～2%；10吨纯钛铸锭锻造后轧制生产的钛板带材产品，表面修磨量减少，表面修磨点控制在20～150点，综合成品率提升5～10%。

实施例3

（1）海绵钛混料：选用满足国标GB/T 2524-2010要求的1级或0级海绵钛，采用混料器进行混料，混料时间10s。

（2）电极压制及焊接：对混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用80MN油压机压制Φ685mm（1/3圆），124Kg/块，电极块高度300mm，保压时间10s；整根电极重约7000Kg；采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极，焊接电流600A，焊接电压40V。

（3）一次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф820mm，采用真空自耗电弧炉对上述自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器32～34℃预热45min。熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电流24kA，熔炼电压33V（低电压），熔炼稳弧电流10A交流，熔炼冷却水温35～40℃，熔炼后冷却时间≥8h。一次锭出炉后平头和表面挥发物清理。

（4）二次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф920mm，采用真空自耗电弧炉对上述一次熔炼完的电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器32～34℃预热45min。熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流35kA（大电流），熔炼电压36.5V，熔炼稳弧电流12A交流，熔炼冷却水温35～40℃，熔炼后冷却时间≥8h。

（5）扒皮取样、探伤：对二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，检测铸锭化学成分合格；同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

采用上述精准控制熔炼冷却强度的生产方法加工出Ф920mm规格铸锭，结果如下：大型纯钛铸锭（7吨）真空自耗熔炼出炉后表面气孔和冷隔消除，质量优异，表面扒皮量减少，铸锭成品率提升1～2%；7吨纯钛铸锭锻造后轧制生产的钛板带材产品，表面修磨量减少，表面修磨点控制在20～150点，综合成品率提升5～10%。

对比例1（循环冷却水温改变）

（1）海绵钛混料：选用满足国标GB/T 2524-2010要求的1级或0级海绵钛，采用混料器进行混料，混料时间10s。

（2）电极压制及焊接：对混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用80MN油压机压制Φ685mm（1/3圆），124Kg/块，电极块高度300mm，保压时间10s；整根电极重约7000Kg；采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极，焊接电流600A，焊接电压40V。

（3）一次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф820mm，采用真空自耗电弧炉对上述自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器未预热，水温5～10℃。熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电流24kA，熔炼电压35V，熔炼稳弧电流10A交流，熔炼冷却水温25～30℃，熔炼后冷却时间≥8h。一次锭出炉后平头和表面挥发物清理。

（4）二次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф920mm，采用真空自耗电弧炉对上述一次熔炼完的电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器未预热，水温5～10℃。熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流27kA，熔炼电压35.5V，熔炼稳弧电流12A交流，熔炼冷却水温25～30℃，熔炼后冷却时间≥8h。

（5）扒皮取样、探伤：对二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，检测铸锭化学成分合格；同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

上述未采用精准控制熔炼冷却强度的生产方法，一次熔炼电压增大2V，二次熔炼电流降低8KA，加工出Ф920mm规格铸锭，结果如下：大型纯钛铸锭（7吨）的表面质量一般，表面气孔和冷隔较多，表面扒皮量增加，成品率相对采用精准控温熔炼铸锭降低1～2%；7吨纯钛铸锭锻造后轧制生产的钛板带材产品，表面修磨量明细增多，达到500～1000点，板材综合成品率降低5～10%。

对比例2（出水温度和入水温度之差改变）

（1）海绵钛混料：选用满足国标GB/T 2524-2010要求的1级或0级海绵钛，采用混料器进行混料，混料时间10s。

（2）电极压制及焊接：对混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用80MN油压机压制Φ880mm（1/4圆），153Kg/块，电极块高度300mm，保压时间10s；整根电极重约11500Kg；采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极，焊接电流600A，焊接电压40V。

（3）一次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф1000mm，采用真空自耗电弧炉对上述自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器未预热，水温10～12℃。熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电流28kA，熔炼电压36V，熔炼稳弧电流12A交流，熔炼冷却水温20～30℃，熔炼后冷却时间≥10h。一次锭出炉后平头和表面挥发物清理。

（4）二次炉内焊接和真空自耗熔炼：结晶器铜坩埚直径为Ф1080mm，采用真空自耗电弧炉对上述一次熔炼完的电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼，熔炼前结晶器未预热，水温10～12℃。熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流34kA，熔炼电压36.5V，熔炼稳弧电流15A交流，熔炼冷却水温20～30℃，熔炼后冷却时间≥10h。

（5）扒皮取样、探伤：对二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，检测铸锭化学成分合格；同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

未采用精准控制熔炼冷却强度的生产方法，一次熔炼电压增大2V，二次熔炼电流降低4KA，加工出Ф1080mm规格铸锭，结果如下：大型纯钛铸锭（11吨）的表面质量一般，表面气孔和冷隔较深，表面扒皮量增加，成品率相对采用精准控温熔炼铸锭降低1～2%；11吨纯钛铸锭锻造后轧制生产的钛板带材产品，表面修磨量明细增多，达到500～1200点，板材综合成品率降低5～10%。

图1为对比例1和2制备的纯钛锭锻造轧制钛板材表面缺陷图，图2为对比例1和2制备的纯钛锭的钛板材表面缺陷能谱扫描图，从图1和2中看出，板材表面缺陷裂纹线不圆滑，断口处呈穿晶及解理断裂。在裂纹线中心处存在的夹杂带含有大量基体碎片及夹杂物，杂质成分能谱扫描均含有O、Na 、Mg、 Al、Si、S、Cl、K、Ca、Ti、Fe等元素，纯钛板表面缺陷最有可能是夹杂物引起的。由于钛金属熔液中的杂质上浮到浮渣层或排除在锭坯外表部，有少部分体积比较小的杂质气泡上浮速度慢会，被锭坯料凝固过程保留在锭坯料内，并大多数聚集在锭坯料表面附近。这些小孔洞含有未除尽的杂质，在纯钛板坯轧制过程中会被轧扁因而直径变大或拉长，并且在皮下的孔洞会裸露出来在表面形成缺陷裂纹。

图3为实施例1制备的纯钛锭锻造轧制生产的钛板带材产品，表面修磨量减少，纯钛板材的表面缺陷由原来的1000点以上减少到100点以内，综合成品率提升5～10%。

Claims (10)

1.一种高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）海绵钛混料：采用单块混料方式进行混料；

（2）电极压制及焊接：对步骤（1）中混好的海绵钛料进行电极压制成块，采用非钨极氩气保护等离子焊箱将压制好的电极块焊接成自耗电极；

（3）一次焊接和熔炼：采用真空自耗电弧炉对上述步骤（2）自耗电极炉内焊接并进行一次真空自耗熔炼；并对一次锭出炉后平头和表面清洗；

（4）二次焊接和熔炼：采用真空自耗电弧炉对上述步骤（3）处理完的一次锭电极炉内焊接并进行二次真空自耗熔炼；

（5）扒皮取样、探伤：对步骤（4）二次熔炼完的钛铸锭进行扒皮取样，同时对铸锭冒口部位进行探伤，检测铸锭头部缩孔部位。

2.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（3）中一次焊接和熔炼的熔前真空度≤2.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电压设定为28～34V，稳弧电流为8.0～12.0A，熔炼电流为22～28kA。

3.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（4）中二次焊接和熔炼的熔前真空度≤1.5Pa，漏气率≤0.7Pa/min，熔炼电流34～38KA，稳弧电流为10.0～15.0A，熔炼电压设定为33～38V。

4.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（1）中海绵钛满足GB/T 2524-2010要求的1级或0级。

5.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（3）一次焊接过程中需要进行预热循环冷却水温度控制，所述循环冷却水预热温度为28～35℃，预热时间30～45min。

6.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（3）中一次熔炼过程温度控制具体为：循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

7.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（4）二次焊接过程中需要进行预热循环冷却水温度控制，所述循环冷却水预热温度为28～35℃，预热时间30～45min。

8.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（4）二次熔炼过程中温度控制具体为：循环冷却水温控制在35～40℃，出水温度和入水温度之差控制在5～10℃之间。

9.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（3）中一次熔炼过程采用短弧熔炼。

10.根据权利要求1所述高纯度钛铸锭的真空自耗熔炼方法，其特征在于，所述步骤（2）中焊接电流为500-800A，焊接电压为35-50V。

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