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鈦熔錠爐的選擇及工藝參數

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦設備,鈦合金,鈦絲 發布時間:2014-5-14 12:33:26
熔煉電流是真空自耗熔煉的重要參數,它與被熔煉材料、鑄錠直徑、坩堝與電極直徑比、爐內壓力、極性、爐子結構及電源類型有關。熔煉電流大小,除決定金屬的熔化速率和熔池溫度外,還直接影響到熔池的形狀、體積和深度。電流越大,金屬熔化速率越大,鑄錠表面質量越好。同時,隨著電流的增加,金屬熔池深度增加引起鑄錠組織變壞——粒狀晶粗大,徑向發展,疏松和偏析程度增加。熔煉電流小,則熔化速率低,金屬熔池淺,柱狀晶細小且軸向發展,有利于獲得疏松程度小、成分偏析度小、結晶構造致密的鑄鈦錠。 

熔錠爐的功率:在真空自耗電弧熔煉時,用于金屬熔化的功率僅占總輸入功率的30%~50%,有50%~70%的功率以各種形式損失掉。其中包括金屬揮發損失,電極熱損失,金屬表面熱損失和液體金屬導熱損失。熔煉所需的總輸入功率可按下述經驗公式計算: 

P總=P熔/=IV 

P總——熔煉所需的總輸入功率,kW.h; 

P熔——金屬熔化所需功率,kw.h; 熱效率,一般為30%~50%; 

I——電弧電流,kA; 

V——電弧電壓,V。 

真空自耗電弧熔煉鈦的電壓通常為28~40V。惰性氣體保護熔煉的電壓比真空熔煉高6~8V。隨著電流的增大電弧電壓略有升高。 

熔煉速度:真空自耗熔煉的速度與熔煉的電流大小有關,如圖8—30所示。在保證鑄錠質量的前提下,提高熔速有利于增加生產效率。提高熔煉速度的主要方法是增加電壓和電流,一般以增加電流為好。 

坩堝比:電極直徑與坩堝直徑之比簡稱坩堝比,是影響鑄錠質量和安全生產的重要參數之一。對于鈦而言,坩堝比一般在0.625~0.88之間。真空自耗熔煉時坩堝直徑與最小間隙的關系見圖8—31 

目前有采用大斷面電極的傾向。大斷面電極的優點在于電弧熱能均勻地分布在整個熔池表面,使金屬熔池呈扁平狀,增加了熔池固液兩相區的溫度梯度,有利于獲得成分偏析小、致密度高的優質鑄錠。 

熔煉真空度:鈦及鈦合金的熔煉真空度一般為0.1~1.0Pa。 

攪拌電流:金屬熔池的旋轉,對鑄錠質量既有好的作用,也有壞的影響。合適的攪拌電流,可以細化晶粒,減輕結晶偏析的程度。通常是根據所熔煉的合金來確定攪拌電流 

的大小和頻率。一般地說,有正偏析特征組元的鈦合金,在二次重熔時,選擇較低的頻率和較小的攪拌電流。 

熔煉次數:一般采用兩次自耗鑄錠出成品,也有極少數鈦合金需要三次熔煉。 

一次錠處理:一次錠一般不必乎頭和扒皮,只需清刷表面附著物即可轉入二次熔煉。
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