钛及钛合金真空自耗熔炼过程中关键参数控制分析

真空自耗熔炼（VAR）是至今为止钛及钛合金铸锭生产仍在普遍采用的方法。这种方法具有以下优点：①防止大气中氧、氮、氢等有害气体对钛及其合金材料的污染；②为金属材料的提纯提供了有利的热力学和动力学条件；③顺序凝固的熔铸方式有利于不挥发的不熔杂质上浮，并能改善铸锭组织；④可以采用热封顶的方式补缩，提高成材率。基于以上优点，真空自耗电弧熔炼是提供钛及钛合金的经济而有效的手段。

钛及钛合金铸锭熔炼的质量直接影响后续的加工过程。真空自耗熔炼炉炉内真空度及漏气率、熔炼电压、熔炼电流、坩埚出水口温度及流速等是保障熔炼过程平稳进行和提升铸锭质量的关键参数。科研人员依据多年从事钛及钛合金熔炼的经验分析了熔炼工艺对熔炼电压和熔炼电流的控制要求，并在此基础上阐述以实现“平静熔炼”为目标的熔炼控制技术，供从事钛及钛合金熔炼的工程技术人员参考。研究认为：

（1）对于真空除气系统的设计和选择，应以由海绵钛压制成形的自耗电极普适的载气量、海绵钛的制取方法所残留的杂质元素及熔炼过程中主要挥发除气的成分为首要条件，同时也应结合生产效率与制造成本。采用VAR熔炼钛及钛合金时应更关注炉室的漏气率而不是抽气速率。

（2）坩埚冷却系统是构成铸锭结晶与生长环境的主要因素，同时对铸锭表面质量和熔炼安全也是非常重要和关键的因素。

（3）电极杆传动机构是维持熔炼电压恒定的执行机构，从其控制的快速性上讲，必须保证其灵活性。

（4）合理布置熔炼电源与炉体在空间的相对位置，缩短炉子的短网阻抗，减少电流传输回路的压降。

（5）合理的接地方式和良好的接地系统是保证VAR炉电气系统可靠运行的基本条件。（晓红）

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