專利名稱：一種鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及真空自耗熔煉鑄造金屬或合金技術領域，更具體地講，涉及一種鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝。
背景技術：
目前，對于鈦或鈦合金的真空自耗熔煉而言，當電極剩余一定重量時，一般需要進行補縮以減小縮孔深度，提高成錠率。現有技術的補縮工藝一般采用逐級降低熔化電流，小電流保溫的方式進行。該補縮工藝中需要制定補縮開始的剩余電極重量，每一級電流、電壓及時間。隨著補縮的進行，自耗電極的剩余重量逐漸減少并趨于零。然而，經上述補縮制得的鑄錠通常存在縮孔范圍波動大，或者有時最后的剩余電極重量較多，最終影響成錠率，造成補縮質量不穩定。尤其是，每爐熔煉時的電流、電壓、真空度等參數會發生波動，這樣更容 易導致每爐鈦或鈦合金錠熔煉補縮時，出現剩余電極重量不夠，補縮提前結束，使得鑄錠縮孔較深，且每爐鑄錠補縮后的縮孔深度范圍波動較大；或者出現補縮完成后，電極剩余重量較多，使得該爐熔煉成錠率降低，并影響下爐熔煉操作。
發明內容
本發明的目的在于解決上述現有技術存在的問題中的至少一項。例如，本發明的目的之一在于提供一種能夠改善補縮質量、減小補縮過程中的縮孔波動范圍并能夠提高成錠率的補縮工藝。本發明提供了一種鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝，所述補縮工藝包括基礎補縮工藝，所述基礎補縮工藝由順序進行的多級子補縮階段組成，其中，所述多級子補縮階段中的每級子補縮階段具有預定的電流、電壓和時間，所述多級子補縮階段中先進行的子補縮階段的電流大于后進行的子補縮階段的電流；所述補縮工藝還包括將所述多級子補縮階段中具有電流不大于正常熔煉電流的40%且最先進行的子補縮階段確定為臨界子補縮階段，并將所述臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的應剩余電極重量控制為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量± 3kg,所述應剩余電極重量是指對應的子補縮階段開始時電極的重量，其中，所述預定應剩余電極重量通過以下方式得到反復采用所述基礎補縮工藝進行多爐補縮，記錄在不同爐次中所述基礎補縮工藝的對應子補縮階段的多個應剩余電極重量，將其中補縮效果好的爐次的對應子補縮階段的多個應剩余電極重量的平均值作為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量。在一個示例性實施例中，所述補縮工藝還可包括微調所述臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的電流、電壓和/或時間，以使該級子補縮階段的應剩余電極重量等于該級子補縮階段的預定應剩余電極重量。在一個示例性實施例中，所述臨界子補縮階段的電流不大于正常熔煉電流的30%。與現有技術相比，本發明能夠改善補縮質量、減小補縮過程中的縮孔波動范圍，并且能夠提高成錠率。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例來描述本發明的鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝。在本發明的一個示例性實施例中，鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝包括基礎補縮工藝，所述基礎補縮工藝由順序進行的多級子補縮階段組成，其中，所述多級子補縮階段中的每級子補縮階段具有預定的電流、電壓和時間，所述多級子補縮階段中先進行的子補縮階段的電流大于后進行的子補縮階段的電流，所述補縮工藝還包括將所述多級子補縮階段中具有電流不大于正常熔煉電流的40%且最先進行的子補縮階段確定為臨界子補縮階段，并將所述臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的應剩余電極重量控制為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量±3kg,所述應剩余電極重量是指對應的子補縮階段開始時電極的重量。其中，所述預定應剩余電極重量通過以下方式得到反復采用所述基礎補縮工藝進行多爐補縮，記錄在不同爐次中所述基礎補縮工藝的對應子補縮階段的多個應剩余電極重量，將其中補縮效果好的爐次的對應子補縮階段的多個應剩余電·極重量的平均值作為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量。也就是說，在上述基礎補縮工藝之上，通過多爐補縮效果較好的情況，再確定出相應錠型的補縮工藝中每一級電流對應的剩余電極重量。在本發明的另一個示例性實施例中，所述補縮工藝還可以包括微調所述臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的電流、電壓和時間中的至少一個參數，以使該級子補縮階段的應剩余電極重量等于該級子補縮階段的預定應剩余電極重量，從而獲得更好的補縮效果。優選地，在本發明的另一個示例性實施例中，所述臨界子補縮階段的電流不大于正常熔煉電流的30%。以下通過具體示例來詳細說明本發明的示例性實施例。示例 I以Φ 660錠型為例。Φ 660錠型補縮時，正常熔煉電流為22KA，預留補縮重量為195kg，補縮結束重量為 Okg0基礎補縮工藝包括按照時間順序進行的如下11級子補縮階段。該11級子補縮階段的電力制度(依次為電流、電壓、補縮時間)為19kA，35V，lmin — 15kA，33V，3min — IlkA, 31V, 5min — 9kA，29V，8min — 7. 5kA,27V, IOmin — 6kA,27V, 15min — 5kA,27V,20min — 4. 5kA,27V,15min — 4kA,27V,IOmin — 3. 5kA,27V,5min — 3kA,26. 5V,3min。將第6級子補縮階段(其電力制度為6kA，27V，15min)確定為本示例的臨界子補縮階段。反復采用上述基礎補縮工藝進行多爐補縮，記錄補縮效果好的爐次的第6級至第11級子補縮階段的應剩余電極重量，然后分別計算出第6級至第11級子補縮階段中每級子補縮階段的應剩余電極重量的平均值，將這些平均值作為對應子補縮階段的預定應剩余電極重量。在本示例中，第6級至第11級子補縮階段的預定應剩余電極重量分別為第6級為65kg,第7級為45kg,第8級為30kg,第9級為20kg,第10級為IOkg,第11級為5kg。示例 2以Φ 835錠型為例。φ 835錠型補縮時，正常熔煉電流25KA，預留補縮重量為310kg，補縮結束重量為0kg。基礎補縮工藝包括按照時間順序進行的如下7級子補縮階段。該7級子補縮階段的電力制度(依次為電流、電壓、補縮時間)為20kA，32V，lmin—15kA，31V，5min—12kA，29V,IOmin — 9kA,27V,20min — 7kA,27V,25min — 5. 5kA,26. 5V,35min — 4. 5kA,26. 5V,30mino將第4級子補縮階段(其電力制度為9kA，27V，20min)確定為本示例的臨界子補縮階段。 反復采用上述基礎補縮工藝進行多爐補縮，記錄補縮效果好的爐次的第4級至第7級子補縮階段的應剩余電極重量，然后分別計算出第4級至第7級子補縮階段中每級子補縮階段的應剩余電極重量的平均值，將這些平均值作為對應子補縮階段的預定應剩余電極重量。在本示例中，第4級至第7級子補縮階段的預定應剩余電極重量分別為第4級為105kg,第5級為40kg,第6級為25kg,第7級為IOkg0示例3以Φ 1000錠型為例。φ 1000錠型補縮時，正常熔煉電流35KA，預留補縮重量為380kg，補縮結束重量為0kg。基礎補縮工藝包括按照時間順序進行的如下7級子補縮階段。該7級子補縮階段的電力制度(依次為電流、電壓、補縮時間)為25kA，30.5V，2min— 18kA，29.5V，IOmin — 12kA,28. 5V,15min — 9kA,27V,25min — 7kA,27V,35min — 5. 5kA,26. 5V,50min — 4kA,26. 5V,20min。將第3級子補縮階段(其電力制度為12kA，28. 5V，15min)確定為本示例的臨界子補縮階段。反復采用上述基礎補縮工藝進行多爐補縮，記錄補縮效果好的爐次的第3級至第7級子補縮階段的應剩余電極重量，然后分別計算出第3級至第7級子補縮階段中每級子補縮階段的應剩余電極重量的平均值，將這些平均值作為對應子補縮階段的預定應剩余電極重量。在本示例中，第3級至第7級子補縮階段的預定應剩余電極重量分別為 第3級為105kg,第4級為60kg,第5級為35kg,第6級為25kg,第7級為15kg。上述示例能夠改善補縮質量,并且減小了補縮過程中的縮孔波動范圍，提高成錠率。綜上所述，本發明的補縮工藝能夠在補縮過程中根據電流、電壓及補縮時間與剩余電極重量情況，微調補縮工藝，保證每一級電流的補縮時間結束時，實際電極剩余重量與預定應剩余電極重量相近，以此類推，直至最終補縮完成后剩余電極重量基本趨于零，最終保證鑄錠的補縮效果。
權利要求
1.一種鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝，所述補縮工藝包括基礎補縮工藝，所述基礎補縮工藝由順序進行的多級子補縮階段組成，其中，所述多級子補縮階段中的每級子補縮階段具有預定的電流、電壓和時間，所述多級子補縮階段中先進行的子補縮階段的電流大于后進行的子補縮階段的電流，其特征在于， 所述補縮工藝還包括將所述多級子補縮階段中具有電流不大于正常熔煉電流的40%且最先進行的子補縮階段確定為臨界子補縮階段，并將所述臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的應剩余電極重量控制為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量±3kg,所述應剩余電極重量是指對應的子補縮階段開始時電極的重量， 其中，所述預定應剩余電極重量通過以下方式得到 反復采用所述基礎補縮工藝進行多爐補縮，記錄在不同爐次中所述基礎補縮工藝的對應子補縮階段的多個應剩余電極重量，將其中補縮效果好的爐次的對應子補縮階段的多個應剩余電極重量的平均值作為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量。
2.根據權利要求I所述的真空自耗熔煉補縮工藝，其特征在于，所述補縮工藝還包括微調所述臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的電流、電壓和/或時間，以使該級子補縮階段的應剩余電極重量等于該級子補縮階段的預定應剩余電極重量。
3.根據權利要求I所述的真空自耗熔煉補縮工藝，其特征在于，所述臨界子補縮階段的電流不大于正常熔煉電流的30%。
全文摘要
本發明提供了一種鈦或鈦合金的真空自耗熔煉補縮工藝。所述補縮工藝包括基礎補縮工藝，基礎補縮工藝由順序進行的多級子補縮階段組成，其中，多級子補縮階段中的每級子補縮階段具有預定的電流、電壓和時間，多級子補縮階段中先進行的子補縮階段的電流大于后進行的子補縮階段的電流，所述補縮工藝還包括將多級子補縮階段中具有電流不大于正常熔煉電流的40％且最先進行的子補縮階段確定為臨界子補縮階段，并將臨界子補縮階段及其后的子補縮階段中的任一子補縮階段的應剩余電極重量控制為該級子補縮階段的預定應剩余電極重量±3kg。本發明能夠改善補縮質量、減小補縮過程中的縮孔波動范圍，并且能夠提高成錠率。
文檔編號C22B9/20GK102876901SQ20121036348
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者王懷柳, 陳鑫, 周勤志, 翟信杰 申請人:攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司