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(shí)，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(shí)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(huì)過早地生成含低價(jià)鈦較高的熔體，這對(duì)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(shí)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(shí)，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(duì)于鈦而言，坩堝比一般在0．625～0．88之間。真空自耗熔煉時(shí)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(gè)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(duì)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(shí)，選擇較低的頻率和較小的攪拌電流。