熔煉電流是鈦熔煉重要參數(shù)

熔煉電流是真空自耗熔煉的重要參數(shù)，它與被熔煉鈦材料、鑄錠直徑、坩堝與電極直徑比、爐內(nèi)壓力、極性、爐子結(jié)構(gòu)及電源類型有關(guān)。熔煉電流大小，除決定金屬的熔化速率和熔池溫度外，還直接影響到熔池的形狀、體積和深度。電流越大，金屬熔化速率越大，鑄錠表面質(zhì)量越好。同時，隨著電流的增加，金屬熔池深度增加引起鑄錠組織變壞——粒狀晶粗大，徑向發(fā)展，疏松和偏析程度增加。熔煉電流小，則熔化速率低，金屬熔池淺，柱狀晶細(xì)小且軸向發(fā)展，有利于獲得疏松程度小、成分偏析度小、結(jié)晶構(gòu)造致密的鑄鈦錠。 在爐料熔化階段，熱量除了用于爐料的熔化外，還要用于與熔化同時進(jìn)行的還原反應(yīng)，所以此階段消耗的能量約占熔煉全過程總能量的2/3左右。 如在爐料中只配入總碳量的80％左右的碳，其余約20％的碳在造渣階段才加入，這種配碳較少的爐料熔化速度較快，形成的熔體溫度較低，并有可能增大熔池體積，從而可增加爐產(chǎn)量。把全部碳都配在爐料中的操作方法會過早地生成含低價鈦較高的熔體，這對熔煉過程的繼續(xù)進(jìn)行不利。在這種操作方法中，造渣階段是依靠熔體中剩余的碳起還原作用，如果爐料配碳過多，則有可能不存在造渣階段，有時甚至還要加入鈦精礦稀釋后才能出爐。出爐料中只配入部分碳的操作方法，在造渣階段要補(bǔ)加其余部分碳以進(jìn)行造渣還原。補(bǔ)加的碳浮在熔體表面的電極周圍，具有穩(wěn)弧作用。如果是生產(chǎn)低品位的酸溶性鈦渣，則不需進(jìn)行造渣。
A  熔煉功率
在真空自耗電弧熔煉時，用于金屬熔化的功率僅占總輸入功率的30％～50％，有50％～70％的功率以各種形式損失掉。其中包括金屬揮發(fā)損失，電極熱損失，金屬表面熱損失和液體金屬導(dǎo)熱損失。熔煉所需的總輸入功率可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
P總=P熔/=IV
式中   P總——熔煉所需的總輸入功率，kW．h；
P熔——金屬熔化所需功率，kw．h；
——熱效率，一般為30％～50％；
I——電弧電流，kA；
V——電弧電壓，V。
B  熔煉速度
真空自耗熔煉的速度與熔煉的電流大小有關(guān)，如圖8—30所示。在保證鑄錠質(zhì)量的前提下，提高熔速有利于增加生產(chǎn)效率。提高熔煉速度的主要方法是增加電壓和電流，一般以增加電流為好。
C  坩堝比
電極直徑與坩堝直徑之比簡稱坩堝比，是影響鑄錠質(zhì)量和安全生產(chǎn)的重要參數(shù)之一。對于鈦而言，坩堝比一般在0．625～0．88之間。真空自耗熔煉時坩堝直徑與最小間隙的關(guān)系見圖8—31
目前有采用大斷面電極的傾向。大斷面電極的優(yōu)點(diǎn)在于電弧熱能均勻地分布在整個熔池表面，使金屬熔池呈扁平狀，增加了熔池固液兩相區(qū)的溫度梯度，有利于獲得成分偏析小、致密度高的優(yōu)質(zhì)鑄錠。
D  熔煉真空度
鈦及鈦合金的熔煉真空度一般為0.1～1．0Pa。
E  攪拌電流
金屬熔池的旋轉(zhuǎn)，對鑄錠質(zhì)量既有好的作用，也有壞的影響。合適的攪拌電流，可以細(xì)化晶粒，減輕結(jié)晶偏析的程度。通常是根據(jù)所熔煉的合金來確定攪拌電流
的大小和頻率。一般地說，有正偏析特征組元的鈦合金，在二次重熔時，選擇較低的頻率和較小的攪拌電流。