一种钛锭生产方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116004995A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202310104527.8(22)申请日2023.02.13(71)申请人河南中源钛业有限公司地址454150河南省焦作市中站区冯封街道西部产业聚集区经四路西(72)发明人贾国玉(74)专利代理机构西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)61223专利代理师姬莉(51)Int.Cl.C22B9/22(2006.01)C22B34/12(2006.01)C22B9/04(2006.01)B22D11/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种钛锭生产方法(57)摘要本发明公开了一种钛锭生产方法，属于钛锭生产技术领域。该钛锭生产方法是将蒸馏提纯后的海绵钛坨置于真空状态的电子束冷床熔炼炉内进行熔炼，熔炼时电子枪先扫描钛坨顶部中心位置，待顶部中心位置深度不再降低后扫描钛坨顶部外周边部位，控制钛液缓缓流向钛坨边部，熔池深度降低；重复上述扫描钛坨中心位置及外周边部位的操作，使钛液流入结晶器内，拉出合格的钛锭。本发明的钛锭生产方法可以省掉海绵钛出厂前的切块、破碎、混料、挑料、筛选、包装等复杂的工序。本发明的熔炼方法将钛坨上中下成分不均匀部分在熔池内均匀混合，使得成分一致，同时钛液不与冷床直接接触，避免热量被水带走，能够减少能源损耗，降低氧含量。CN116004995ACN116004995A权利要求书1/1页1.一种钛锭生产方法，其特征在于，将蒸馏提纯后的海绵钛坨置于真空状态的电子束冷床熔炼炉内进行熔炼，熔炼时电子枪先扫描钛坨顶部中心位置，待顶部中心位置深度不再降低后扫描钛坨顶部外周边部位，控制钛液缓缓流向钛坨边部，熔池深度降低；重复上述扫描钛坨中心位置及外周边部位的操作，最后将钛液引流至结晶器内，拉出合格的钛锭。2.如权利要求1所述的钛锭生产方法，其特征在于，在熔炼前，先将海绵钛坨置于电子束冷床熔炼炉的电子束冷床上，然后关闭顶部炉门，启动真空系统，当真空度达到1×10‑1pa时，开始对电子枪进行预热，电子枪预热稳定后，开始熔炼。3.如权利要求1所述的钛锭生产方法，其特征在于，中心扫描熔炼时始终将熔池保持在钛坨顶部中心位置，使钛液不会从外壁流入到冷床里。4.如权利要求1所述的钛锭生产方法，其特征在于，随着中心位置扫描和外周边部位扫描的循环进行，钛坨高度不断降低，当钛坨高度降低到合适位置后用电子枪将钛坨面向结晶器位置扫描出一个溢流口，使钛液流入结晶器内，拉锭机构同时启动，拉出合格的钛锭。5.如权利要求1所述的钛锭生产方法，其特征在于，待钛坨完全熔化完后，关闭电子枪电源，停真空系统，进行铸锭冷却，9‑12h后，破真空，拉锭室下降移出熔炼位置，将铸锭取出。6.如权利要求1所述的钛锭生产方法，其特征在于，所述蒸馏提纯后的海绵钛坨的外部包覆有防尘层。7.如权利要求6所述的钛锭生产方法，其特征在于，所述防尘层为塑料袋或纸袋。8.如权利要求1所述的钛锭生产方法，其特征在于，所述海绵钛坨的规格为Ф500*600。2CN116004995A说明书1/3页一种钛锭生产方法技术领域[0001]本发明涉及钛锭生产技术领域，具体涉及一种钛锭生产方法。背景技术[0002]钛及钛合金具有比强度高、力学性能好、耐腐蚀性强等特点，在航空航天、海洋、能源应用等领域具有广泛应用。钛及钛合金的加工原料主要为钛锭，因此，钛锭生产效率的提高可大幅降低钛产品的生产成本。[0003]传统生产钛锭的主要工艺流程是利用克劳尔法(镁还原法)生产出来的海绵钛进行破碎、切块，随后压制成电极在真空电弧炉内熔炼。目前，生产海绵钛的方式是利用液体镁在反应装置内不断还原四氯化钛，生成液态氯化镁和固态海绵钛。固态的海绵钛在反应装置底部逐渐沉积、挤压，从而形成钛坨。待还原结束后，将钛坨取出在真空高温状态下进行蒸馏提纯，从而制备出纯度较高的海绵钛。在海绵钛生产工厂出厂前，需要将钛坨经过取出、去边皮、切块、破碎、混料、挑料、筛选、包装等复杂的工序，将钛坨变成0.83‑25.4mm的颗粒状海绵钛，然后装入镀锌桶里的塑料袋内充氩气密封后封盖。桶装的海绵钛到了钛冶炼加工厂厂后，又要经过开盖、塑料袋破口、上料、挑料、混布料、电极压制、电极焊接、电弧炉2次以上熔炼才能变成金属钛铸锭。[0004]从以上可以看出，传统海绵钛变成铸锭的工序很多，流程长，在一系列复杂的工序过程中易存在着吸氧、吸氮等问题，从而严重影响后续熔炼和钛产品加工，造成资源浪费和重大经济损失。同时由于工序多、流程长、设备复杂，因而大幅降低了生产效率，增加了设备投资和生产成本。发明内容[0005]本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，供一种钛坨不经破碎直接熔炼成钛锭的短流程生产工艺及方法，该方法用于解