一種鈦及鈦合金低成本連鑄技術和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種鈦及鈦合金低成本、短流程的連鑄技術和設備，屬于金屬材料制備及加工領域。
【背景技術】
[0002]鈦及鈦合金作為比強度最高的金屬材料，同時具有耐高溫、耐腐蝕、無磁和焊接性能好等特點，被廣泛的應用于國防科技和民用工業技術領域。但由于鈦及鈦合金材料制備和加工成本較高，致使其不能像鋼鐵和鋁材一樣得到大量的應用。在鈦合金相對較高的成本當中，除了原材料外，真空熔煉及加工占總成本的60%。為了降低成本，科技工作者從海綿鈦的低成本制造技術，低成本鈦合金研宄等方面已開展了工作。對于連鑄連軋這一在鋼鐵和鋁、銅等工業中已相對較成熟的技術。在鈦合金方面開展研宄工作還很少，這主要是鈦及鈦合金的熔煉需要在真空或惰性氣體保護下進行。
[0003]日本金屬材料研宄所H.G.Suzuki等人進行了基礎實驗。他們對T1-6242、T1-1023等鈦合金的研宄表明，鈦具有優良的熱塑性和低的熱強度，高溫加工性能比鋼好，試圖對鈦及鈦合金的連鑄連軋技術的實現可能性提供依據，但并沒有開展相關實質性工作。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就是針對降低鈦及鈦合金的制造成本，縮短工藝流程，實現鈦及鈦合金高效、短流程、低成本化制造而發明了一種鈦及鈦合金的連鑄技術和設備。
[0005]為解決上述的技術問題，本發明提供了一種鈦及鈦合金低成本連鑄技術，其包括以下步驟:
a、進料:鈦或鈦合金坯料在進料驅動輥的作用下沿著進料軌道從進料室輸送進熔煉室內；
b、熔化:鈦或鈦合金坯料進入熔煉室內后，在驅動輥的繼續作用下輸送到第一等離子槍下，利用第一等離子槍所產生的離子弧對坯料進行熔化；
C、冷卻下拉:熔化后的鈦或鈦合金溶液會滴入結晶器內進行緩慢冷卻形成鑄錠，然后利用設置在結晶器下方的下拉機構進行下拉；
d、切斷:每當下拉機構下拉一米后啟動設置在側面的第二等離子槍，利用第二等離子槍所產生的離子弧將鑄錠切斷；
e、出料:切斷后的鑄錠在氣缸的作用下將由豎直翻轉至水平方向并輸送到出料軌道上，啟動出料驅動輥把鑄錠沿著出料軌道輸送出進行出料室內。
[0006]進一步:所述的結晶器為水冷的銅結晶器。
[0007]又進一步:所述的第一等離子槍和第二等離子槍的功率都為65kw或65kw以上。
[0008]再進一步:所述的步驟a (進料)、步驟b (恪化)、步驟c (冷卻下拉)、步驟d (切斷)和步驟e (出料)都是在一定壓力的氬氣氣氛中進行，避免了鈦及鈦合金熔煉過程中的氧化冋題。
[0009]本發明還提供了一種鈦及鈦合金低成本連鑄設備，其包括進料室、熔煉室、下拉室、出料室、進料軌道、出料軌道和結晶器，所述的進料軌道的兩端分別位于進料室和熔煉室內，所述的結晶器位于熔煉室內，所述的進料軌道的一端連接在結晶器的進料口處，所述的結晶器進料口的上方設有第一等離子槍，所述的通過進料軌道與熔煉室相連通，所述的熔煉室與下拉室之間設有下拉機構，所述的下拉機構位于結晶器出料口的正下方，所述的拉錠頭與結晶器之間還設有第二等離子槍，所述出料軌道的兩端分別位于下拉室和出料室內，所述的進料軌道與出料軌道上都設有驅動輥，所述的下拉室還設有翻轉頂出機構，所述的翻轉頂出機構位于下拉室內出料軌道的上方。
[0010]進一步:所述的下拉機構是由三組兩兩相對設置的滾筒從上到下排列組成，所述每組滾筒都位于結晶器出料口下方的兩側。
[0011]又進一步:所述的翻轉機構包括接料筒、頂出氣缸和翻轉氣缸，所述的接料筒位于下拉機構的下方，所述接料筒的前后兩側各連接有一個翻轉氣缸，所述的頂出氣缸位于接料筒的左側，所述接料筒的底部開設有通孔。
[0012]再進一步:所述的結晶器采用倒梯形設計，所述的結晶器內安裝有水冷系統。
[0013]本發明的有益效果有以下幾點:
1、本發明采用在一定壓力的氬氣氣氛中工作，避免了鈦及鈦合金熔煉過程中的氧化問題。
[0014]2、本設計中的結晶器采用倒梯形設計，并加裝了水冷系統，可保證純鈦及鈦合金鑄錠的冶金質量。
[0015]3、本設計采用大功率的等離子槍作為熱源，大大加快了鈦及鈦合金熔化的速度，提高了其的工作效率。
[0016]4、本設計具有結構簡單、易于制造和實用高效的優點。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明提供了一種鈦及鈦合金低成本連鑄技術，包括以下步驟:
a、進料:鈦或鈦合金坯料在進料驅動輥的作用下沿著進料軌道從進料室輸送進熔煉室內；
b、熔化:鈦或鈦合金坯料進入熔煉室內后，在驅動輥的繼續作用下輸送到第一等離子槍下，利用第一等離子槍所產生的離子弧對坯料進行熔化；
C、冷卻下拉:熔化后的鈦或鈦合金溶液會滴入結晶器內進行緩慢冷卻形成鑄錠，然后利用設置在結晶器下方的下拉機構進行下拉；
d、切斷:每當下拉機構下拉一米后啟動設置在側面的第二等離子槍，利用第二等離子槍所產生的離子弧將鑄錠切斷；
e、出料:切斷后的鑄錠在氣缸的作用下將由豎直翻轉至水平方向并輸送到出料軌道上，啟動出料驅動輥把鑄錠沿著出料軌道輸送出進行出料室內。
[0019]上述方法中所述的結晶器為水冷的銅結晶器。
[0020]上述方法中所述的第一等離子槍和第二等離子槍的功率都為65kw或65kw以上。
[0021]上述方法中所述的步驟a (進料)、步驟b (恪化)、步驟c (冷卻下拉)、步驟d (切斷)和步驟e (出料)都是在一定壓力的氬氣氣氛中進行，避免了鈦及鈦合金熔煉過程中的氧化問題。
[0022]本方法采用在一定壓力的氬氣氣氛中工作，避免了鈦及鈦合金熔煉過程中的氧化問題。其的目的就是針對降低鈦及鈦合金的制造成本，縮短工藝流程，實現鈦及鈦合金高效、短流程、低成本化制造。
[0023]如圖1所示的一種鈦及鈦合金低成本連鑄設備，包括進料室1、熔煉室2、下拉室3、出料室4、進料軌道5、出料軌道6和結晶器7，所述的進料軌道5的兩端分別位于進料室I和熔煉室2內，所述的結晶器7位于熔煉室2內，所述的進料軌道5的一端連接在結晶器7的進料口處，所述的結晶器7進料口的上方設有第一等離子槍8，所述的通過進料軌道5與熔煉室2相連通，所