一种利用电子束冷床炉熔炼锆屑的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108220613A(43)申请公布日2018.06.29(21)申请号201810054321.8(22)申请日2018.01.19(71)申请人青海聚能钛业股份有限公司地址810007青海省西宁市西宁经济开发区东川工业园区金鑫路6号(72)发明人唐增辉杜彬王福清曹银山王全权(74)专利代理机构济南千慧专利事务所(普通合伙企业)37232代理人王宽(51)Int.Cl.C22B9/22(2006.01)C22B34/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种利用电子束冷床炉熔炼锆屑的方法(57)摘要本申请公开了一种利用电子束冷床炉熔炼锆屑的方法，通过对锆屑的分选以及预处理步骤，并严格控制电子束冷床炉的操作参数，实现了单次回收、熔炼锆屑，所得到的铸锭质量合格、成分均匀、洁净度高、表面质量好，并且，通过工艺的优化能够提高熔炼效率和熔炼速度。CN108220613ACN108220613A权利要求书1/1页1.一种利用电子束冷床炉熔炼锆屑的方法，包括如下步骤：(1)分选：选择氧元素含量合适的屑样；(2)预处理：对步骤(1)得到的屑样进行筛选、清洗和烘干；(3)压块：将步骤(2)得到的锆屑压制成为合适大小的屑块；(4)熔炼：利用电子束冷床炉对屑块进行熔炼。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中屑样的氧元素的含量为≤0.15％；优选的，对锆屑进行系统取样并测试屑样的氧元素含量。3.根据权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)为将锆屑压制成厚度为50-200mm的屑块，优选150mm。4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中筛选的屑样的大小为长≤30mm，宽≤20mm，高≤1mm；优选的，还包括对屑样进行破碎和/或加工的步骤。5.根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于，可以将屑样压制成若干块厚度相同或不同的屑块；优选的，所述若干块屑块的厚度相同。6.根据权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的清洗为去除所述锆屑表面的污染物；优选的，采用超声波清洗；优选的，在清洗之前还包括对锆屑进行磁选的步骤。7.根据权利要求1-6所述的方法，其特征在于，在压块步骤(2)和(3)之间，还包括对压制的屑块进行烘干的步骤。8.根据权利要求1-7所述的方法，其特征在于，所述电子束冷床炉包括依次毗邻的熔化区、精炼区和结晶区；优选的，所述电子束冷床炉的熔化区的功率为1050～1200kw，精炼区的功率为180～220kw，结晶区的功率为460～550kw。9.根据权利要8所述的方法，其特征在于，所述电子束冷床炉设置有熔化区的至少一个第一电子枪、设置于精炼区的至少一个第二电子枪、设置于结晶区的至少一个第三电子枪；优选的，所述电子束冷床炉设置有熔化区的四个第一电子枪、设置于精炼区的一个第二电子枪、设置于结晶区的两个第三电子枪，优选的，所述电子束冷床炉的型号为BMO-01。10.根据权利要求1-9所述的方法，其特征在于，所述烘干的时长为2～4h，优选3h；所述烘干的温度为100～200℃，优选120℃。2CN108220613A说明书1/5页一种利用电子束冷床炉熔炼锆屑的方法技术领域[0001]本申请涉及锆合金领域，尤其涉及一种利用电子束冷床炉熔炼锆屑的方法。背景技术[0002]锆是一种稀有金属，具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性，被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域，是十分重要的战略材料。锆及锆合金除了在核反应堆使用外，也已在化工行业内得到推广和应用，主要用于制造化工设备。随着市场需求不断增加，锆材供不应求，如何合理利用锆残料显得尤为重要。[0003]目前，锆行业普遍采用真空自耗电弧炉(VAR)技术对锆铸锭进行加工，但是，由此生产的锆合金铸锭无法满足苛刻领域的要求。电子束冷床熔炼技术于20世纪80年代初开始用于金属熔炼，其作为生产高质量的优质洁净锆金属的熔炼方法受到了世界各国的高度关注和深入研究，并将其广泛的用于生产实践中。电子束冷床熔炼炉的设备优势在于熔化、精炼、结晶过程相互分离，解决了真空自耗电极电弧熔炼无法在熔炼过程中排除高、低密度夹杂的问题。[0004]锆残料包括板条、冒口、锻造料头、管头以及锆屑，在上述锆残料中，锆屑的回收重熔对工艺的要求更为严格。现有技术1(CN102049495B)中公开了利用电子束冷床炉制备锆及锆合金的方法，但是，其原料以海绵锆为主，方法并不适用于锆屑的回收及重熔；另外，现有技术2(“锆残料回收对铸锭质量的影响”，张娜等，《第二届全国金属材料与冶金工程学术交流会论文集》)公开了锆残料对铸锭质量的影响，但是，其试验是在真空自耗电弧炉中进行