[发明专利]一种电子束熔炼高纯锆的方法

说明书

本发明公开了一种电子束熔炼高纯锆的方法，采用电子束炉熔炼，保持电子束熔炼炉炉膛真空度大于3.0×10‑2pa时，开始电子束熔炼，熔炼温度为2450～2650℃，控制电子枪功率为90～150kw，熔炼速度控制在15～20kg/h，充分融化锆条，电子束熔炼后形成的锆锭在炉膛里冷却后出炉，创造性的选择熔炼速度、温度和时间等参数，在熔炼过程操控电子束的精准分布，能最大限度控制金属的纯度。

技术领域

本发明属于锆及锆合金技术领域，具体涉及一种电子束熔炼高纯锆的方法。

背景技术

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。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。对锆合金残料进行回收、重熔可以提高锆的利用率，降低生产成本。

发明内容

本发明解决了现有技术的不足，提供一种包括原料准备、装炉、电子束熔炼的电子束熔炼高纯锆的方法，创造性的选择熔炼速度、温度和时间等参数，能最大限度控制金属的纯度。

本发明所采用的技术方案是：一种电子束熔炼高纯锆的方法，包括以下步骤：

步骤一：原料准备

选择表面质量好的锆板边角，通过剪板机剪成锆条，然后酸洗除去表面杂质；

步骤二：装炉

将步骤一所述的经过酸洗的锆条绑料装进电子束炉，装炉前清理电子束炉；

步骤三：电子束熔炼

采用电子束炉熔炼，保持电子束熔炼炉炉膛真空度大于3.0×10-2pa时，开始电子束熔炼，熔炼温度为2450～2650℃，控制电子枪功率为90～150kw，熔炼速度控制在15～20kg/h，充分融化锆条，电子束熔炼后形成的锆锭在炉膛里冷却后出炉。

优选的，在步骤三中，电子束熔炼的熔炼温度为2630℃。

更优选的，在步骤三中，电子束熔炼的熔炼速度为18kg/h。

进一步更优选的，在步骤三中，电子枪功率为120kw。

进一步更优选的，重复步骤三至少一次。

相较于现有技术，本发明具有的有益效果：一种电子束熔炼高纯锆的方法，采用电子束炉熔炼，保持电子束熔炼炉炉膛真空度大于3.0×10-2pa时，开始电子束熔炼，熔炼温度为2450～2650℃，控制电子枪功率为90～150kw，熔炼速度控制在15～20kg/h，充分融化锆条，电子束熔炼后形成的锆锭在炉膛里冷却后出炉，创造性的选择熔炼速度、温度和时间等参数，在熔炼过程操控电子束的精准分布，能最大限度控制金属的纯度。

具体实施方式

下面就具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种电子束熔炼高纯锆的方法，包括以下步骤：

步骤一：原料准备

选择表面质量好的锆板边角，通过剪板机剪成锆条，然后酸洗除去表面杂质；

步骤二：装炉