冷床炉熔炼钛及钛合金技术及其应用

冷床炉熔炼是一种钛合金熔炼技术,经一次熔炼即可生产出无偏析、无夹杂的优质钛及钛合金铸锭。本文介绍了冷床炉的工作原理、技术特点及发展现状,重点分析了工业化冷床炉在我国钛及钛合金熔炼领域的应用前景。

TC4钛合金电子束冷床炉凝固过程数值模拟研究

基于实际生产经验,采用数值模拟技术实现对电子束冷床炉TC4钛合金凝固过程可视化监控和分析。利用ProCAST软件建立三维计算模型,结果表明:铸锭的凝固过程包括凝固开始、非稳态凝固和稳态凝固3个阶段,阐明了不同凝固时间下铸锭的温度分布规律及稳态时的特征。重点研究不同浇注温度和拉锭速率对铸锭熔池深度的影响规律。研究为TC4钛合金铸锭生产工艺的优化提供了有益的指导,可促进大规格TC4钛合金扁锭的高质量生产。

电子束冷床炉熔铸钛合金锭表面裂纹形成原因分析

电子束冷床炉(简称EB炉)熔铸技术在钛及钛合金圆锭、扁锭的制备中发挥重要作用,但是与纯钛熔铸相比,钛合金熔铸时容易出现严重的横裂纹。工程实际中发现结晶器内壁黏结物与凝固坯壳的连接是裂纹形成与扩展的主要原因。通过数值模拟及工程试验的方法分析确定了典型钛合金表面裂纹的形成机理及影响因素,并获得了凝固坯壳与拉锭速度及液面电子枪能量的关系,发现高拉速和持续拉锭的区域容易出现裂纹。

TC4返回料单次电子束冷床炉熔炼厚扁锭工艺研究

由于电子束冷床炉熔炼真空度高,熔炼铸锭的厚度大、截面积大,TC4返回料的形状尺寸不规则布料难度大、成分不均匀,导致TC4钛合金中的Al元素控制困难。研究了TC4返回料在专业化处理后,与海绵钛、Al-V中间合金及Al豆(返回料占原材料总量的50%)在3150 kW电子束冷床炉的单次熔炼工艺,结果表明:熔炼过程中Al元素挥发明显,挥发量为13%~24%(原料与铸锭中铝质量分数之差/原料中铝质量分数)、V元素的质量分数有略微上升。将原料中的Al、V质量分数分别添加到7.5%和4%,并通过合理布料,同时将熔炼速度控制在600 kg/h、炉内真空度为(5~8)×10^(-3)Torr(1 Torr=133.32 Pa),由此所获得的TC4钛合金化学成分均匀性好,成分符合GB/T 3620.1—2016标准的要求。

电子束冷床炉单次熔炼钛合金铸锭研究进展

电子束冷床炉单次熔炼钛合金技术是一种先进的钛合金铸锭低成本制备技术,引起了国际钛工业越来越多的关注。本文对电子束冷床炉单次熔炼钛合金技术从成分及组织控制、实际生产情况及电子束冷床炉单次熔炼直接轧制板材的性能评价等方面进行综合评述。

电子束冷床炉发展简况及熔炼工艺探讨

简述了电子束冷床炉(EBCHR)发展现状及工作原理,并对熔炼工艺进行了探讨。

2400KW电子束冷床炉熔炼纯钛生产实践及工艺控制

介绍了宝钛集团2400KW电子束冷床炉的基本结构,电子枪的工作原理以及生产钛及钛合金铸锭的生产实践和工艺控制,通过对设备的消化吸收和自主创新,目前该电子束冷床炉已经实现工业化生产,铸锭质量优良,生产工艺技术水平先进。

电子束冷床炉熔炼制备高纯金属钒铸锭

电子束冷床炉熔炼是一种新兴的金属精炼方法。利用电子束冷床炉的高温真空精炼特性,以钒成分为82%钒铝合金为原料,制备了纯度在99.7%以上的金属钒铸锭。详细论述了电子束冷床炉在熔炼钒铝合金时各杂质元素的去除机理行为,认为熔炼时较大的电子束照射功率对一次铸锭中铝的挥发去除有较好效果,但这种熔炼工艺却会影响到铸锭的最终氧含量。分析认为,两次小功率熔炼是符合设备特点的制备高纯金属钒铸锭的最佳熔炼工艺。

电子束(EB)冷床炉垂直进料系统电子枪扫描花样及延迟时间的确定

冷床炉熔炼是目前较先进的钛及钛合金熔炼技术,是生产钛及钛合金等难熔金属优质铸锭的重要手段。本文研究了3种不同原料配比的纯钛铸锭在电子束冷床炉熔炼区的2支电子枪的扫描花样和延迟时间。结果表明,本实验制定的熔炼区1#、2#电子枪的扫描花样及延迟时间,经8炉纯钛铸锭熔炼验证,完全能够满足实际生产需要,熔炼速度可达800 kg/h,挥发在3.0%以下,铸锭化学成分均匀。

电子束冷床炉熔炼硬心海绵钛探索性研究

通过对比分析VAR炉与电子束冷床炉(EB炉)熔炼工艺认为EB炉可以实现硬心海绵钛熔炼,并开展硬心海绵钛在电子束冷床炉(EB炉)中的熔铸验证试验,对熔铸后钛锭进行理化分析,跟踪钛锭后续应用情况,初步验证了电子束冷床炉熔炼硬心海绵钛的可行性。

电子束冷床炉熔炼大规格N6扁锭

N6是纯镍的一种,纯镍铸锭传统生产工艺为VIM、VIM+VAR。本论文研究了大规格N6扁锭电子束冷床炉熔炼生产工艺,对添加50%和70%比例N6返回炉料生产的N6扁锭质量进行了跟踪验证。结果表明:经单次电子束冷床炉熔炼生产大规格N6扁锭,扁锭杂质元素含量低、化学成分均匀性和表面质量良好,生产的镍板满足GB/T 2054要求。添加50%和70%比例纯镍返回炉料生产的N6扁锭化学成分相近,板材性能相当。真空、熔炼功率、熔炼速度、电子束扫描图形等关键工艺参数匹配合理。熔炼功率控制在1000-1500k W时,金属的挥发损耗率为1.5-2.5%。

电子束冷床炉制备的TC4合金直轧工艺性能研究

应用电子束冷床炉熔炼制备了TC4钛合金扁锭,对其板材的直接轧制工艺进行了研究。结果表明:铸锭经换向轧制后获得了均匀的等轴组织,板材各项力学性能满足要求,性能稳定性优于传统工艺制备的板材。针对EB一次扁锭,最佳的成形工艺为直接轧制的短流程工艺,特别适用于制备大规格宽幅板材。

多组元钛合金电子束冷床炉熔炼挥发规律研究

利用电子束冷床炉(EB炉)一次熔炼制备TC4、Ti6242、TA15钛合金铸锭,采用Langmuir定律对熔炼过程中Al、Sn、Zr、Mo等元素的挥发规律做了简要的数值分析,并与实际挥发规律进行了对比分析。结果表明:EB炉熔炼TC4、Ti6242、TA15钛合金过程中,Al元素在3种合金中的挥发率有所不同,挥发率由大到小顺序为TC4>Ti6242>TA15;Al元素是TC4钛合金中主要的挥发元素;Ti6242钛合金中,Al、Sn元素之间存在联合挥发的问题;TA15钛合金中,Al、Zr元素之间亦存在联合挥发的问题,Al元素带动了Zr元素(难挥发元素)的挥发。

等离子冷床炉冶炼钛合金去除夹杂物的研究

通过熔炼前在原料中加入不同密度的夹杂物,研究了等离子冷床炉去除高、低密度夹杂的效果。研究表明:高密度夹杂物的去除效果与熔体流过的距离、时间和熔池的涡流状况密切相关;较长的熔池暴露时间和较长的流动距离对低密度夹杂物Ti N等的去除十分有利。等离子冷床炉熔炼实现了对合金熔化、精炼、铸造过程的单独处理和调控,在消除各种夹杂物方面表现优异。

3200kW电子束冷床炉4号枪工艺设定

电子束冷床炉是一种对钛及钛合金等难溶金属进行提纯的重要方式。本文主要研究3200k W电子束冷床炉,通过对4号枪的工艺设定,总结出一套合理的熔炼工艺。经3个月的实践验证,铸锭宏观无缺陷,内部组织紧密,成分无偏析、夹杂、气孔等缺陷,挥发率控制在3%以内,平均熔炼速度为1.5t/h,最快为1.75t/h。

电子束冷床炉熔炼TC18钛合金过程中元素挥发研究

采用BMO-25型电子束冷床炉(EB炉)熔炼TC18钛合金铸锭,利用Langmuir定律建立了熔炼过程中各组元饱和蒸气压及挥发规律的数学模型,并根据实测挥发率对TC18钛合金各组元的活度系数进行验证性分析。结果表明:通过数学模型获得的活度系数及挥发率能够较好地匹配实际熔炼过程,理论挥发率与实测挥发率吻合度较高。EB炉熔炼TC18钛合金过程中,Al、Cr元素挥发明显,实测挥发率分别为12.06%~18.27%和30.77%~37.16%。将Al、Mo、Cr补加率分别设为15.6%、4.25%、30%,并通过控制熔炼电流使熔炼速度稳定在178 kg/h左右,由此所获得的TC18钛合金铸锭化学成分均匀性良好,符合GB/T 3620.1—2016要求。

冷床炉熔炼技术

冷床炉熔炼是先进熔炼技术,它是生产钛、超合金和难熔金属优质铸锭的重要手段.本文对冷床炉熔炼技术的发展背景、冷床炉的结构和工作原理、冷床炉熔炼的特点与优势、冷床炉熔炼的关键问题以及冷床炉的应用进行了综合评述.

电子束冷床炉回收纯锆返回炉料的工艺研究

开展了电子束冷床炉回收纯锆块状、屑状返回炉料的工艺试验,研究了块状返回炉料添加比例对Fe、O含量控制的影响、电子束熔炼过程中杂质的去除机理以及熔炼工艺参数对铸锭质量的影响,对试验铸锭的表面多点取样进行了化学成分分析,铸锭表面质量良好,杂质含量、化学成分均匀性均满足相关标准要求,可为进一步研究提供参考。

电子束冷床炉熔炼大规格N6扁锭

N6是纯镍的一种，纯镍铸锭传统生产工艺为VIM、VIM＋VAR。本论文研究了大规格N6扁锭电子束冷床炉熔炼生产工艺，对添加50％和70％比例N6返回炉料生产的N6扁锭质量进行了跟踪验证。结果表明：经单次电子束冷床炉熔炼生产大规格N6扁锭，扁锭杂质元素含量低、化学成分均匀性和表面质量良好，生产的镍板满足GB／T 2054要求。添加50％和70％比例纯镍返回炉料生产的N6扁锭化学成分相近，板材性能相当。真空、熔炼功率、熔炼速度、电子柬扫描图形等关键工艺参数匹配合理。熔炼功率控制在1000～1500kW时，金属的挥发损耗率为1．5％～2．5％。