CN103495715A - 一种真空连铸镍及镍合金坯锭生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种真空连铸镍及镍合金坯锭生产方法，本发明充分利用电子束冷床熔炼炉在真空状态下，结晶器可以连续铸锭的功能，采用真空连铸拉锭***，连续熔铸大尺寸镍及镍合金坯锭，最长可达到8000mm，重量达到10吨。避免电炉等熔炼等方法，能好高，不能熔炼500KG以上镍锭的缺点。本发明具有提高镍及镍合金熔炼效率，提高压块质量，显著压缩压块机占用场地，提高熔炼品质，降低能耗的优点。
Description
技术领域
本发明属于镍及镍合金熔炼工艺方法技术领域。
背景技术
现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。根据世界上主要两类含镍矿物（含镍的硫化矿和氧化矿）的不同，冶炼处理方法各异。含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。
不管哪种方法熔炼的镍，都采用模铸的方法将镍浇铸成不同规格的镍锭，但由于，模具的限制，浇铸的镍锭一般不超过500KG，而且表面氧化层较厚，用于高规格镍板轧制时成材率较低，金属损失较大，成本较高。
发明内容
本发明的目的就是为了提高镍及镍合金熔炼效率，提高镍锭质量，显著缩短生产时间，提高熔炼品质，降低能耗。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。
一种真空连铸镍及镍合金坯锭生产方法，本发明特征是，采用真空连铸拉锭***，熔铸大尺寸（1050mm×210mm×8000mm）重10000KG镍及镍合金坯锭，具体方法是：
在用电子束冷床熔炼炉熔炼镍锭时，先将镍块原料整齐的摆放入左右进料框。特别强调不能有水，因为有水可降低真空度，同时增加镍吸氢的可能；然后将炉子各部分封闭进行真空抽取，将真空度控制在1.0×10-3torr；当真空达到电子枪的启动条件时，开启高压电源准备起枪熔炼。在镍液装满整个冷床即将进入结晶器时，将6号枪的光束聚集到一点移动到引锭头上将其融化。融化后将冷床中的镍液放入结晶器，当结晶器中的镍液到结晶器边缘1—2厘米时候，降低电子枪的电流，进行冷却镍头；当镍头冷却15分钟将镍锭头往下拉40mm后，继续先后提高枪的电流到融化镍块时候的电流值时继续融化；镍液进入结晶器遇到水冷铜壁后迅速凝固结晶，在拉锭***的带动下缓慢下降，这样，不断有镍液流入结晶器，结晶后又拉出结晶器，形成一个连续浇铸的过程。本发明镍锭最长可达到8000mm，重量达到10吨。
本发明的有益效果是，提高镍及镍合金熔炼效率，提高压块质量，显著压缩压块机占用场地，提高熔炼品质，降低能耗。本发明实施后生产效率大幅提高，单块能耗下降6％，产能提高了80％。
具体实施效果
一种真空连铸镍及镍合金坯锭生产方法，本发明特征是，采用真空连铸拉锭***，熔铸大尺寸（1050mm×210mm×8000mm）重10000KG镍及镍合金坯锭，具体方法是：
在用电子束冷床熔炼炉熔炼镍锭时，先将镍块原料整齐的摆放入左右进料框。特别强调不能有水，因为有水可降低真空度，同时增加镍吸氢的可能；然后将炉子各部分封闭进行真空抽取，将真空度控制在1.0×10-3torr；当真空达到电子枪的启动条件时，开启高压电源准备起枪熔炼。在镍液装满整个冷床即将进入结晶器时，将6号枪的光束聚集到一点移动到引锭头上将其融化。融化后将冷床中的镍液放入结晶器，当结晶器中的镍液到结晶器边缘1—2厘米时候，降低电子枪的电流，进行冷却镍头；当镍头冷却15分钟将镍锭头往下拉40mm后，继续先后提高枪的电流到融化镍块时候的电流值时继续融化；镍液进入结晶器遇到水冷铜壁后迅速凝固结晶，在拉锭***的带动下缓慢下降，这样，不断有镍液流入结晶器，结晶后又拉出结晶器，形成一个连续浇铸的过程。本发明镍锭最长可达到8000mm，重量达到10吨。
本发明具体工艺流程方案是： 在真空下，电子枪的阴极被加热产生热电子逸出。在加速电压（大于30kV）的作用下，热电子向阳极（零电位）加速运动。由于聚束极的作用，电子束从阳极的中心孔通过，向下继续运动，经磁聚焦透镜的多次聚焦和磁偏转扫描透镜的调节，使电子束准确而集中地轰击到原料棒的表面。在原料和熔池表面产生1400°C以上的温度，原料的表面被加热、熔化、滴入熔池中。熔池就是锭上端的熔化部分，其周围是水冷铜坩埚（结晶器）。由于电子束的加热作用，熔池保持不断地上下、内外对流。随着熔化的原料不断滴入，熔池表面不断上升，拖锭装置又将锭不断向下拉动，使熔池表面保持一定高度。
利用炉中的电子枪可将几十至数百kW的高能电子束聚焦在1cm2左右的焦点上，产生1400°C以上的高温。当高能电子束聚焦在镍金属原料上时，就能够将这些金属熔化，达到熔炼或提纯的目的。由于高温区域有限，熔化的金属需要一点一点地滴入下面的熔池，镍液进入结晶器遇到水冷铜壁后迅速凝固结晶，在拉锭***的带动下缓慢下降，这样，不断有镍液流入结晶器，结晶后又拉出结晶器，形成一个连续浇铸的过程， 凝固成锭。坯锭最长可达到8000mm，重量达到10吨。由于是在真空环境浇铸，镍锭表面无氧化成，质量比普通模铸法好很多。
设备基本参数
电子束冷床熔炼炉一座
功率：3150KW
产量：4000吨镍锭
产品重量：10吨/根
产品规格：1050mm×210mm×8000mm。
Claims (1)
1.一种真空连铸镍及镍合金坯锭生产方法，其特征是,采用真空连铸拉锭***，熔铸大尺寸:1050mm×210mm×8000mm，重10000KG镍及镍合金坯锭，其方法是：
在用电子束冷床熔炼炉熔炼镍锭时，先将镍块原料整齐的摆放入左右进料框；然后将炉子各部分封闭进行真空抽取，将真空度控制在1.0×10-3torr；当真空达到电子枪的启动条件时，开启高压电源准备起枪熔炼；在镍液装满整个冷床即将进入结晶器时，将6号枪的光束聚集到一点移动到引锭头上将其融化；融化后将冷床中的镍液放入结晶器，当结晶器中的镍液到结晶器边缘1—2厘米时候，降低电子枪的电流，进行冷却镍头；当镍头冷却15分钟将镍锭头往下拉40mm后，继续先后提高枪的电流到融化镍块时候的电流值时继续融化；镍液进入结晶器遇到水冷铜壁后迅速凝固结晶，在拉锭***的带动下缓慢下降，这样，不断有镍液流入结晶器，结晶后又拉出结晶器，形成一个连续浇铸的过程。
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