[发明专利]钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钛及钛合金的真空自耗熔炼领域，更具体地讲，涉及一种钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺。

背景技术

钛及钛合金的真空自耗熔炼过程中，常常会由于各种原因导致熔炼中断，此时熔池会迅速冷却凝固。当条件允许后，又需要重新送电起弧熔炼。但目前，起弧工艺主要针对开始熔炼时，电极在坩埚底垫上的起弧，其要求快速提升熔炼电流(一般1-2KA/min)至正常熔炼电流，其目的是迅速建立熔池，减少底垫处铸锭杂质含量，并减小电弧直接冲击底垫造成的损害；但同时又要求电流提升速度也不能过快，因为电极熔化需要一定的时间，而大电流产生的电弧温度较高，对底垫的伤害会更大。

但当熔炼中断后重新起弧时，又要求尽量快速的提升电流，因为此时已不存在电弧对底垫的伤害问题，而需要尽快缩短起弧时间，减小铸锭的冷却体积收缩后与坩埚壁间产生的间隙及避免铸锭冷却凝固形成的内部缩孔。

当熔炼中断后，由于断弧，没有热源，熔池会迅速冷却凝固并收缩，使得形成缝隙。当重新起弧时，若熔炼电流提升速度过快，熔池会迅速打开，一方面，先熔化区域的溶液会流淌到未熔化区域，当熔液流到还未熔化的坩埚壁处时，由于该处降温较快，熔池会迅速凝固，在该处形成冷隔缺陷，而铸锭扒皮时又很难消除该缺陷，因此，往往造成铸锭锻造时在该处产生较大裂口；另一方面，当熔池打开过快时，熔液会流入铸锭与坩埚壁间的缝隙中并凝固，造成最终铸锭与坩埚壁间隙过小，铸锭出炉时，脱锭困难。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种能够避免钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断后重新起弧时由于起弧工艺控制不合理造成铸锭出炉时脱锭困难、铸锭锻造时在熔炼中断位置产生较大裂口造成无法继续锻造、甚至该部分铸锭报废等问题的钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺，即当熔炼中断后重新起弧时，将熔炼电流快速提升至正常熔炼电流的75-80％，保持此时的熔炼电流；当熔池的边缘到达坩埚壁后，保持2-3min，再将此时的熔炼电流快速提升至正常熔炼电流。

根据本发明的钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺的一个实施例，当熔炼中断后重新起弧时，以2-5KA/min的速率提升熔炼电流。

根据本发明的钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺的一个实施例，当熔池的边缘到达坩埚壁后，以5-6KA/min的速率提升熔炼电流。

本发明的钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺的优势在于：①总的起弧时间大幅缩短，减小铸锭的冷却体积收缩后与坩埚壁间产生的间隙及避免铸锭冷却凝固形成的内部缩孔；②当熔炼电流达到正常熔炼电流的75-80％时，保持该熔炼电流一段时间，这样可以较为准确地控制电极及已凝固熔池的熔化速度，避免瞬时产生大量的熔液流入铸锭与坩埚壁的间隙，或造成冷隔缺陷。

具体实施方式

根据本发明示例性实施例的钛及钛合金真空自耗熔炼过程中断电后重新起弧的工艺，所述工艺包括如下步骤：

当熔炼中断后重新起弧时，将熔炼电流快速提升至正常熔炼电流的75-80％，保持此时的熔炼电流，待原熔池区域熔化。在重新起弧的开始阶段，仅使熔炼电流达到正常熔炼电流的75-80％而不直接升至正常熔炼电流，这样可以较为准确地控制电极及已凝固熔池的熔化速度，避免瞬时产生大量的熔液流入铸锭与坩埚壁的间隙，或造成冷隔缺陷。其中，优选地以2-5KA/min的速率提升熔炼电流至正常熔炼电流的75-80％。