[发明专利]一种钛合金真空自耗重熔电流电压匹配的简易控制方法

说明书

本发明公开一种钛合金真空自耗重熔电流电压匹配的简易控制方法，钛合金真空自耗重熔(VAR)的影响因素很多，电流与电压的匹配难以控制，影响铸锭的表面质量；本方法是通过调节电压来控制熔炼过程的熔滴，即选择合适的熔滴值，使熔池动态良好、熔池与锭冠结合良好，铸锭表面光滑。本发明的优点：通过控制熔滴选择合适的熔滴值，当其它熔炼条件改变时，仍保证熔池的状态一致，通过反复实践，证明本方法简单、可靠，适合于各牌号、各种锭型钛合金铸锭熔炼。

技术领域

本发明属于真空自耗重熔的电制度控制领域，尤其一种钛合金真空自耗重熔电流电压匹配的简易控制方法。

背景技术

真空自耗重熔(以下简称VAR)仍然是钛合金铸锭的最主要熔炼方式，在生产过程中，熔炼的工艺参数(电流、电压、搅拌等)对铸锭的化学成分、杂质去除、铸锭表面质量有极其重要的影响，如何制定工艺参数，是钛合金熔炼的重中之重。钛合金VAR工艺最主要的两个参数是电流和电压，一定的电流、电压对应一定的弧长，弧的长短对熔池动态有很大的影响，弧长过长，电弧对熔池的冲击作用小，熔池不活跃不易到边，铸锭表面质量不好；相反，弧长过短电弧对熔池的冲击过大，熔池喷溅严重，铸锭表面质量差，因此弧长必须合适，也即电流与电压必须匹配。但是，影响电流与电压匹配的因素比较多，如熔化速度、搅拌电流大小、搅拌方式、熔炼的不同阶段、由于季节不同导致的水温变化等，即使电流电压参数完全相同，铸锭表面质量也不一致，相差较大，熔炼过程电流与电压很难良好匹配。

比较简陋的真空自耗炉，判断弧的长短主要通过肉眼观察，根据熔池的弧光亮度及熔池的动态来判断，随时手动调整电压，对操作人员的经验要求较高。新型自动化水平较高的真空自耗炉，要求事先设定合适的电流、电压等参数，但由于影响钛合金VAR的因素较多，难以确定合适的熔炼参数，迫切需要一种简单的、通用的、比较容易撑握的电流电压匹配的控制方法。

发明内容

本发明公开一种钛合金真空自耗重熔电流电压匹配的简易控制方法，目的是通过控制熔滴的方法，即当选择合适的熔滴值，当其它熔炼条件改变时，可保证熔池的状态一致。

对于各牌号的钛及钛合金，在正常熔炼阶段，即使控制方式、熔速、搅拌、熔炼进程、水温等因素不同，弧的长短与熔滴大小有关，熔滴大小与电压高低有关。钛合金真空自耗熔炼时，当电压设定值比较低即弧长比较短时，熔滴值会比较高，相应的铸锭表面质量差(如图1所示)；而当电压设定值比较高即弧长比较长时，熔滴值比较低，或者是检测不到熔滴值，这时熔池比较平稳，铸锭锭冠高，表面质量也不好(如图2所示)；只有所设定的电压对应熔滴值合适时，熔池运动状态才会比较好，相应的铸锭表面质量也会比较好(如图3所示)。

通过监测熔滴值发现，电压设定值不变，随着钛合金VAR过程的进行，熔滴值一直在变化，说明弧长在变化，反映在铸锭不同部位的表面质量不一致；在熔炼开始阶段，电压对应熔滴值合适，随着熔炼进行，熔滴值逐渐减小，铸锭表面逐渐变差；只有整个VAR过程都维持合适熔滴值，熔池的状态才能保持一致，铸锭表面也会均匀一致；熔炼过程仅通过控制电压来保持电流与电压是匹配是很困难的，反之通过控制熔滴值来保持电流与电压匹配是可行的。

本发明的优点：通过控制熔滴选择合适的熔滴值，当其它熔炼条件改变时，仍保证熔池的状态一致，通过反复实践，证明本方法简单、可靠，适合于各牌号、各种锭型钛合金铸锭熔炼。

附图说明

图1是Φ508，电压31V，熔滴4熔炼电压钛合金铸锭表面；

图2是Φ508，电压35V，熔滴0熔炼电压钛合金铸锭表面；

图3是Φ508，电压33V，熔滴0.5熔炼电压钛合金铸锭表面。

具体实施方式

实施例1