一種鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 對鈦或鈦合金的真空自耗熔煉（VAR)而言，在熔煉快要結(jié)束時，一般需要進行補 縮以減小鑄錠尾部縮孔的深度，提高鑄錠的成材率?，F(xiàn)有的補縮工藝一般采用逐級降低熔 化電流，以小電流保溫的方式進行。采用該補縮工藝需要計算好補縮開始時剩余電極重量， 每級電流、電壓及時間等。由于每爐熔煉時的電流、電壓、真空度等參數(shù)會發(fā)生波動，容易導(dǎo) 致每爐鈦或鈦合金熔煉補縮時，出現(xiàn)的剩余電極重量不夠，補縮提前結(jié)束，其鑄錠的縮孔范 圍波動較大，或在剩余電極重量較多，使得該爐的鑄錠成材率下降。最終影響成鑄錠的成材 率。在后續(xù)的生產(chǎn)中，還需進行扒皮、開坯鍛造等工序，會使產(chǎn)品的成材率大為下降。
[0003] 采用連鑄技術(shù)可直接生產(chǎn)出用于后續(xù)加工的鑄錠毛坯，避免VAR熔煉后尚需開 坯鍛造、二次扒皮等工序，同時由于采用連鑄澆鑄的鑄錠規(guī)格大，可大大提高鑄錠的成材 率。但采用該工藝生產(chǎn)鑄坯，其高寬比大，且由于鑄錠外表面多釆用強制冷卻工藝，造成外 表面溫度過低，容易在外表產(chǎn)生裂紋。這些缺陷限制了連鑄矩形坯向更大斷面尺寸（厚度 MOOmm)的發(fā)展。厚度為400mm以上的厚大斷面連鑄圓坯同樣存在內(nèi)部縮孔疏松與表面裂 紋等宏觀缺陷。
[0004] 電子束冷床爐熔煉技術(shù)有別于傳統(tǒng)的真空自耗電弧爐熔煉及連鑄技術(shù)，其將熔煉 區(qū)與澆鑄區(qū)用冷床分開，可方便實現(xiàn)邊熔煉邊澆鑄的同時，還可實現(xiàn)澆鑄的同時實現(xiàn)"補 縮"。但在澆鑄初期金屬液容易將結(jié)晶器內(nèi)壁的雜質(zhì)及氣體卷入鑄錠頭部形成氣孔（氣 泡），而在澆鑄結(jié)束后若不進行補縮（保溫），很容易形成冒口、斷面開裂等鑄造缺陷。一般 采用切頭去尾的辦法，以消除該缺陷對后續(xù)加工的影響，但采用此法，會使鑄錠的成材率大 為下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可減小鑄錠切頭、切尾量、提高電 子束冷床爐熔煉鑄坯的成材率，解決矩形斷面鑄坯內(nèi)部縮孔、疏松及斷面裂口等缺陷，改善 澆鑄板坯的頭部、尾部的澆鑄質(zhì)量的鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝，該方法包括以下步驟：
[0008] (1)確定電子束冷床爐鑄錠的需補縮斷面，確定方法是，將開始澆鑄面至錠長 IOOmm以內(nèi)定義為鑄錠頭部；當(dāng)料桶的物料全部加進電子束冷床爐的熔煉冷床后，確認(rèn)此 時錠長的位置，將澆鑄長度距尾部端面長150mm以內(nèi)定義為鑄錠尾部；
[0009] (2)停止進料，待物料全部熔化后，將負(fù)責(zé)掃描電子束冷床爐熔煉區(qū)、精煉區(qū)及澆 鑄區(qū)的電子槍關(guān)閉，直至澆鑄口無金屬液流趟至電子束冷床爐的結(jié)晶器；保持鑄錠的長度 位置不變，維持結(jié)晶器內(nèi)液面位置；
[0010] (3)開始執(zhí)行補縮，將負(fù)責(zé)掃描電子束冷床爐結(jié)晶器的電子槍掃描圖形進行調(diào)整， 調(diào)整順序為"一橫二縱三平移"，即先對掃描圖形橫向大小進行調(diào)整，再對其縱向大小進行 調(diào)整，最后對掃描位置進行水平平移調(diào)整；所述橫向為鑄錠的寬度方向，縱向為鑄錠的厚度 方向；
[0011] (4)若補縮位置為鑄錠頭部，在補縮完成后，恢復(fù)負(fù)責(zé)掃描結(jié)晶器的電子槍掃描圖 形大小，恢復(fù)其電子槍的掃描功率，并打開負(fù)責(zé)熔煉區(qū)、精煉區(qū)及澆鑄區(qū)的電子槍的掃描圖 形，待電子槍運行穩(wěn)定后，直接進行澆鑄；若補縮位置為鑄錠尾部，則直接關(guān)閉電子槍。
[0012] 上述步驟（2)中所述熔煉區(qū)、精煉區(qū)、澆鑄區(qū)的電子槍掃描圖形關(guān)閉的順序為先 關(guān)閉熔煉區(qū)、再關(guān)閉精煉區(qū)，最后關(guān)閉澆鑄區(qū)，關(guān)閉時間間隔不小于20s。
[0013] 上述步驟（4)所述的恢復(fù)電子槍的掃描圖形大小，恢復(fù)的順序為先恢復(fù)平移，再 恢復(fù)縱向，最后恢復(fù)橫向；掃描圖形打開的順序為先打開澆鑄區(qū)，再打開精煉區(qū)，最后打開 熔煉區(qū)，打開的時間由冷床上的液體流動性及電子槍所加載的功率決定。
[0014] 本發(fā)明工藝簡單、操作方便、使用效果好，能有效解決矩形板坯頭、尾部出現(xiàn)的缺 陷，如氣孔、縮孔、端面裂口等，鑄錠頭部的去除量由原來的100~IlOmm降至30mm以下，鑄 錠尾部的去除量由原因來的30~40mm變成無需切割。大大提高了鑄錠的一次成材率，可 獲得明顯的經(jīng)濟利益。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1
[0016] 鈦或鈦合金的電子束冷床爐鑄錠矩形熔煉斷面補縮工藝，包括以下步驟：
[0017] (1)確定電子束冷床爐鑄錠的需補縮斷面。以規(guī)格為1050X210mm、補縮位置為鑄 錠尾部的鑄錠為例，確定方法是，將開始澆鑄面至錠長IOOmm以內(nèi)定義為鑄錠頭部；當(dāng)料桶 的物料全部加進電子束冷床爐的熔煉冷床后，確認(rèn)此時錠長的位置，將澆鑄長度距尾部端 面長150mm以內(nèi)定義為鑄錠尾部；
[0018] (2)將系統(tǒng)的進料系統(tǒng)關(guān)閉，停止進料，待物料全部熔化后，觀察熔煉冷床上溢流 口處金屬液體的流動情況，當(dāng)溢流口處無金屬液體流出時，關(guān)閉負(fù)責(zé)恪煉區(qū)（Melting)的1#電子槍，待精煉區(qū)（Refine)與饒鑄區(qū)（Overflow)處無金屬液體流出時，再關(guān)閉負(fù)責(zé)掃描精 煉區(qū)的2#電子槍，最后關(guān)閉負(fù)責(zé)掃描澆鑄區(qū)的3 #電子槍，關(guān)閉時間間隔不小于20s，直至澆 鑄口無金屬液流趟至電子束冷床爐的結(jié)晶器；此時，保持鑄錠的長度位置不變，維持結(jié)晶器 內(nèi)液面位置；
[0019] (3)開始執(zhí)行補縮工藝，補縮過程如表1所示，將負(fù)責(zé)電子束冷床爐掃描結(jié)晶器的 電子槍掃描圖形進行調(diào)整，調(diào)整順序為"一橫二縱三平移"，即先對掃描圖形橫向大小進行 調(diào)整，再對其縱向大小進行調(diào)整，最后對掃描位置進行水平平移調(diào)整；所述橫向為鑄錠的寬 度方向，縱向為鑄錠的厚度方向；
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