大型鈦錠補(bǔ)縮工藝的研究

目前，鈦及鈦合金鑄錠主要采用真空自耗熔煉方法制備，其熔煉過程分為三個(gè)階段：起弧期、熔煉期、補(bǔ)縮期。補(bǔ)縮質(zhì)量的好壞將直接影響到鑄錠頭部的組織及切頭量的多少，進(jìn)而影響成材率的高低。為了提高鈦錠成品率必須減小縮孔深度，這在大型鈦錠的工業(yè)生產(chǎn)中特別重要。

影響補(bǔ)縮質(zhì)量的關(guān)鍵因素是電流、電壓、補(bǔ)縮時(shí)間，但制定合理的補(bǔ)縮工藝與補(bǔ)縮起始電極質(zhì)量、每一階段的電流、電壓及保持時(shí)間都有很大的關(guān)系。由于補(bǔ)縮過程中熔速在不停地變化，每一階段的補(bǔ)縮時(shí)間比較難固定。所以，經(jīng)過多次試驗(yàn)和研究，科技人員采取以電極剩余量為參考對(duì)象成功地解決了這一難點(diǎn)。所制定的補(bǔ)縮工藝滿足12tALD真空自耗爐8～10t級(jí)鈦及鈦合金鑄錠的補(bǔ)縮，縮孔深度都能控制在100mm左右，補(bǔ)縮工藝穩(wěn)定。鑄錠頭部質(zhì)量較好，可以減少車屑量，提高成材率，同時(shí)能提高加工效率。

試驗(yàn)設(shè)定補(bǔ)縮起始電極質(zhì)量為300kg，第一步以5min從熔化電流降到15kA，其它階段電流都以階梯式直接下降?？傃a(bǔ)縮時(shí)間控制在180～240min，補(bǔ)縮結(jié)束時(shí)的電極剩余量為10～20kg。

在鈦及鈦合金熔煉過程中，補(bǔ)縮時(shí)間通常占整個(gè)熔煉時(shí)間的1/3～1/4。補(bǔ)縮時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)增加能耗，從而增加成本；時(shí)間過短，氣體和雜質(zhì)排除不充分。整個(gè)補(bǔ)縮過程不僅要保證總的補(bǔ)縮時(shí)間足夠，還要保證每一階段有足夠的時(shí)間來使熔池縮小以使氣泡上浮。

由于每個(gè)鑄錠在重量上有一定的差別，及稱重系統(tǒng)的誤差和爐內(nèi)焊接時(shí)損失的量不同，導(dǎo)致每個(gè)鑄錠補(bǔ)縮工藝的時(shí)間與電流不能完全一致并固定。經(jīng)試驗(yàn)與研究總結(jié)出以電極剩余量為參考對(duì)象的補(bǔ)縮工藝：①在第三步工序結(jié)束時(shí)，電極質(zhì)量大約剩余100kg；②在第四步工序結(jié)束時(shí)，電極質(zhì)量大約剩余70kg；③在第五步工序結(jié)束時(shí)，電極質(zhì)量大約剩余40kg；④在第六步工序結(jié)束時(shí)，電極質(zhì)量大約剩余25kg。每一步的時(shí)間根據(jù)所剩余電極量和當(dāng)時(shí)的熔速可以計(jì)算出。在第六步結(jié)束時(shí)，所剩電極量已非常少，電極已很薄，下端面積也很小，這時(shí)電流不應(yīng)急速下降，急速下降會(huì)導(dǎo)致短路或爬弧，可以以一個(gè)時(shí)間段緩慢地下降，時(shí)間長(zhǎng)短不影響鑄錠縮孔深度，關(guān)鍵是要保證電弧穩(wěn)定，在工藝設(shè)定中一般以5min的時(shí)間降下來。