本發(fā)明涉及鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮技術領域。

背景技術：
對鈦或鈦合金的真空自耗熔煉(VAR)而言，在熔煉快要結束時，一般需要進行補縮以減小鑄錠尾部縮孔的深度，提高鑄錠的成材率。現(xiàn)有的補縮工藝一般采用逐級降低熔化電流，以小電流保溫的方式進行。采用該補縮工藝需要計算好補縮開始時剩余電極重量，每級電流、電壓及時間等。由于每爐熔煉時的電流、電壓、真空度等參數(shù)會發(fā)生波動，容易導致每爐鈦或鈦合金熔煉補縮時，出現(xiàn)的剩余電極重量不夠，補縮提前結束，其鑄錠的縮孔范圍波動較大，或在剩余電極重量較多，使得該爐的鑄錠成材率下降。最終影響成鑄錠的成材率。在后續(xù)的生產(chǎn)中，還需進行扒皮、開坯鍛造等工序，會使產(chǎn)品的成材率大為下降。采用連鑄技術可直接生產(chǎn)出用于后續(xù)加工的鑄錠毛坯，避免VAR熔煉后尚需開坯鍛造、二次扒皮等工序，同時由于采用連鑄澆鑄的鑄錠規(guī)格大，可大大提高鑄錠的成材率。但采用該工藝生產(chǎn)鑄坯，其高寬比大，且由于鑄錠外表面多釆用強制冷卻工藝，造成外表面溫度過低，容易在外表產(chǎn)生裂紋。這些缺陷限制了連鑄矩形坯向更大斷面尺寸(厚度>400mm)的發(fā)展。厚度為400mm以上的厚大斷面連鑄圓坯同樣存在內(nèi)部縮孔疏松與表面裂紋等宏觀缺陷。電子束冷床爐熔煉技術有別于傳統(tǒng)的真空自耗電弧爐熔煉及連鑄技術，其將熔煉區(qū)與澆鑄區(qū)用冷床分開，可方便實現(xiàn)邊熔煉邊澆鑄的同時，還可實現(xiàn)澆鑄的同時實現(xiàn)“補縮”。但在澆鑄初期金屬液容易將結晶器內(nèi)壁的雜質(zhì)及氣體卷入鑄錠頭部形成氣孔(氣泡)，而在澆鑄結束后若不進行補縮(保溫)，很容易形成冒口、斷面開裂等鑄造缺陷。一般采用切頭去尾的辦法，以消除該缺陷對后續(xù)加工的影響，但采用此法，會使鑄錠的成材率大為下降。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種可減小鑄錠切頭、切尾量、提高電子束冷床爐熔煉鑄坯的成材率，解決矩形斷面鑄坯內(nèi)部縮孔、疏松及斷面裂口等缺陷，改善澆鑄板坯的頭部、尾部的澆鑄質(zhì)量的鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：一種鈦或鈦合金的電子束冷床爐矩形熔煉斷面補縮工藝，該方法包括以下步驟：(1)確定電子束冷床爐鑄錠的需補縮斷面，確定方法是，將開始澆鑄面至錠長100mm以內(nèi)定義為鑄錠頭部；當料桶的物料全部加進電子束冷床爐的熔煉冷床后，確認此時錠長的位置，將澆鑄長度距尾部端面長150mm以內(nèi)定義為鑄錠尾部；(2)停止進料，待物料全部熔化后，將負責掃描電子束冷床爐熔煉區(qū)、精煉區(qū)及澆鑄區(qū)的電子槍關閉，直至澆鑄口無金屬液流趟至電子束冷床爐的結晶器；保持鑄錠的長度位置不變，維持結晶器內(nèi)液面位置；(3)開始執(zhí)行補縮，將負責掃描電子束冷床爐結晶器的電子槍掃描圖形進行調(diào)整，調(diào)整順序為“一橫二縱三平移”，即先對掃描圖形橫向大小進行調(diào)整，再對其縱向大小進行調(diào)整，最后對掃描位置進行水平平移調(diào)整；所述橫向為鑄錠的寬度方向，縱向為鑄錠的厚度方向；(4)若補縮位置為鑄錠頭部，在補縮完成后，恢復負責掃描結晶器的電子槍掃描圖形大小，恢復其電子槍的掃描功率，并打開負責熔煉區(qū)、精煉區(qū)及澆鑄區(qū)的電子槍的掃描圖形，待電子槍運行穩(wěn)定后，直接進行澆鑄；若補縮位置為鑄錠尾部，則直接關閉電子槍。上述步驟(2)中所述熔煉區(qū)、精煉區(qū)、澆鑄區(qū)的電子槍掃描圖形關閉的順序為先關閉熔煉區(qū)、再關閉精煉區(qū)，最后關閉澆鑄區(qū)，關閉時間間隔不小于20s。上述步驟(4)所述的恢復電子槍的掃描圖形大小，恢復的順序為先恢復平移，再恢復縱向，最后恢復橫向；掃描圖形打開的順序為先打開澆鑄區(qū)，再打開精煉區(qū)，最后打開熔煉區(qū)，打開的時間由冷床上的液體流動性及電子槍所加載的功率決定。本發(fā)明工藝簡單、操作方便、使用效果好，能有效解決矩形板坯頭、尾部出現(xiàn)的缺陷，如氣孔、縮孔、端面裂口等，鑄錠頭部的去除量由原來的100～110mm降至30mm以下，鑄錠尾部的去除量由原因來的30～40mm變成無需切割。大大提高了鑄錠的一次成材率，可獲得明顯的經(jīng)濟利益。具體實施方式實施例1鈦或鈦合金的電子束冷床爐鑄錠矩形熔煉斷面補縮工藝，包括以下步驟：(1)確定電子束冷床爐鑄錠的需補縮斷面。以規(guī)格為1050×210mm、補縮位置為鑄錠尾部的鑄錠為例，確定方法是，將開始澆鑄面至錠長100mm以內(nèi)定義為鑄錠頭部；當料桶的物料全部加進電子束冷床爐的熔煉冷床后，確認此時錠長的位置，將澆鑄長度距尾部端面長150mm以內(nèi)定義為鑄錠尾部；(2)將系統(tǒng)的進料系統(tǒng)關閉，停止進料，待物料全部熔化后，觀察熔煉冷床上溢流口處金屬液體的流動情況，當溢流口處無金屬液體流出時，關閉負責熔煉區(qū)(Melting)的1#電子槍，待精煉區(qū)(Refine)與澆鑄區(qū)(Overflow)處無金屬液體流出時，再關閉負責掃描精煉區(qū)的2#電子槍，最后關閉負責掃描澆鑄區(qū)的3#電子槍，關閉時間間隔不小于20s，直至澆鑄口無金屬液流趟至電子束冷床爐的結晶器；此時，保持鑄錠的長度位置不變，維持結晶器內(nèi)液面位置；(3)開始執(zhí)行補縮工藝，補縮過程如表1所示，將負責電子束冷床爐掃描結晶器的電子槍掃描圖形進行調(diào)整，調(diào)整順序為“一橫二縱三平移”，即先對掃描圖形橫向大小進行調(diào)整，再對其縱向大小進行調(diào)整，最后對掃描位置進行水平平移調(diào)整；所述橫向為鑄錠的寬度方向，縱向為鑄錠的厚度方向；(4)補縮完成后，關閉負責掃描結晶器的4#電子槍即可。表1補縮工藝進程表表1中，a為圖形大小系數(shù)，b為掃描位置系數(shù)，c為斑點大小系數(shù)，d為圖形寬度系數(shù)，“—”表示關閉，“0”表示初始狀態(tài)。實施例2鈦或鈦合金的電子束冷床爐鑄錠矩形熔煉斷面補縮工藝，包括以下步驟：(1)確定電子束冷床爐鑄錠的需補縮斷面。以規(guī)格為1380×210mm，補縮位置為鑄錠頭部為例(突發(fā)中斷熔煉，通過補縮工藝進行接錠)的鑄錠為例，確定方法是，將開始澆鑄面至錠長100mm以內(nèi)定義為鑄錠頭部；當料桶的物料全部加進電子束冷床爐的熔煉冷床后，確認此時錠長的位置，將澆鑄長度距尾部端面長150mm以內(nèi)定義為鑄錠尾部；(2)當澆鑄的鑄錠頭部長度為80mm時，將系統(tǒng)的進料系統(tǒng)關閉，停止進料，待冷床上的物料全部熔化后，觀察熔煉冷床上溢流口處金屬液體的流動情況，當溢流口處無金屬液體流出時，關閉負責熔煉區(qū)(Melting)的1#電子槍，待精煉區(qū)(Refine)與澆鑄區(qū)(Overflow)處無金屬液體流出時，再關閉負責掃描精煉區(qū)的2#電子槍，最后關閉負責掃描澆鑄區(qū)的3#電子槍，關閉時間間隔不小于20s，直至澆鑄口無金屬液流趟至電子束冷床爐的結晶器；此時，保持鑄錠的長度位置不變，維持結晶器內(nèi)液面位置；(3)開始執(zhí)行補縮工藝，補縮過程如表2所示，將負責電子束冷床爐掃描結晶器的電子槍掃描圖形進行調(diào)整，調(diào)整順序為“一橫二縱三平移”，即先對掃描圖形橫向大小進行調(diào)整，再對其縱向大小進行調(diào)整，最后對掃描位置進行水平平移調(diào)整；所述橫向為鑄錠的寬度方向，縱向為鑄錠的厚度方向；(4)在補縮完成后，恢復負責掃描結晶器的4#電子槍掃描圖形大小，恢復其電子槍的掃描功率，并打開負責掃描熔煉區(qū)的1#電子槍、負責掃描精煉區(qū)的2#電子槍及負責掃描澆鑄區(qū)的3#電子槍的掃描圖形，待電子槍運行穩(wěn)定后，開啟熔煉區(qū)的電子槍，繼續(xù)熔煉后直接進行澆鑄?；謴碗娮訕寬呙鑸D形大小的恢復的順序為先恢復平移，再恢復縱向，最后恢復橫向；掃描圖形打開的順序為先打開澆鑄區(qū)，再打開精煉區(qū)，最后打開熔煉區(qū)，打開的時間由冷床上的液體流動性及電子槍所加載的功率決定。表2補縮工藝進程表備注：a為圖形長度系數(shù)，b為掃描位置系數(shù)，c為斑點大小系數(shù)，d為圖形寬度系數(shù)，“—”表示關閉，“0”表示初始狀態(tài)本發(fā)明所述電子束冷床爐為現(xiàn)有技術設備。本發(fā)明通過對鑄錠坯的斷面進行補縮，消除鑄錠頭、尾的縮孔與端面開裂，改善疏松。