凝壳炉的试制与铀及铀合金凝壳熔炼铸造实验

由1958年6月1日到1960年12月31日,在日本政府原子能部的协助下,制成了一台凝壳炉,本报告摘要论述了此炉在设计与操作方面的发展情况。目的在于用真空电弧凝壳铸造技术来铸造铀及铀合金燃料棒。 1.凝壳炉概况 凝壳熔炼法是把感应加热熔炼法与利用水冶铜铸型的电弧熔炼法组合一起的熔炼铸造法,这种方法能使钛、锆、铪等活性金属,不跟熔炼中的环境气体以及使用的坩埚,铸型发生反应,而进行熔炼铸造。 1950年初,美国开始研究小型炉(钛铸件10磅以下),1955年左右,进行用大型炉来铸造钛锆(钛铸件100磅左右)[1][2]的研究。最近进行钼-钨合金等高融点…     

真空熔铸设备与机电一体化技术

回顾了真空冶金中曾经使用过的各种真空熔铸设备与方法，结合目前国内用于铸钛工业生产的最大容量真空自耗电极电弧凝壳炉（260kg），对工艺、设备特点、系统硬件、软件等采用机电一体化技术的情况进行介绍，阐述了机电一体化技术应用于真空熔铸设备的熔炼过程控制，对其提高熔炼工艺水平、保证产品质量和提高经济效益具有非常重要的意义。     

关于真空自耗电极凝壳熔铸炉采用石墨作衬里坩埚的探讨

一、前言 真空自耗电极凝壳熔铸炉,是一种新型的熔炼设备。它不仅能在真空条件下熔炼高熔点的金属或活性金属,而且最为突出的是保持了被熔炼金属不与其它杂质发生化学反应,使之不受污染。同时也能够在同一真空容器(炉体)内,浇铸成型。因此,它已经成为发展钛合金铸件的必须的设备了。 钛属于活性金属。在600～700℃时氧就向钛中扩散。当钛中含氧量达到0.25%时,钛的延伸率就会降低一倍;含氧量超过0.7%时,钛就失去了塑性变形的性能。 钛在800℃以上时与氮发生化学反应,而生成氨化铁(TiN2),使钛变脆。 钛与氢的反应最为剧烈,在700～800℃时吸收…     

写在前面的几句话

真空凝壳熔铸炉是在真空电弧炉基础上发展起来的新型冶铸设备,首先是徒解 决钛、锆等高温活性金属的熔铸成型设想而研制的。由于它保存了真空电弧炉利用电 弧高温迅速熔化金属滴入水冷铜坩埚中使金属不受环境气体、炉渣及坩埚污染的特 点,改进了一般真空感应炉加热熔化较慢且金属受坩埚耐火材料污染的缺点;它起 弧后,最初熔化的一部份金属液滴入水冷铜坩埚中凝结成壳,绩熔的金属液藉热量 平衡而保持熔池于壳中,因而它又吸取了真空感应炉熔池长时暴露于真空下使金属 去气及杂质挥发完全的优点,仝时它又把水冷坩埚结构改成可倾转或底漏,便于 …     

铀的凝壳炉熔炼

前言 1958年日本真空技术公司领到日本政府原子能补助金,作者们做了凝壳熔炼炉的研究。下面是研究报告。 作为真空熔炼炉的感应加热炉以及使用水冷铜铸型的电弧熔炼炉,业经脱离了研究范围,而在工业方面已达到了技术成熟的生产阶段。 凝壳熔炼炉是两者的组合型,随着两者的完成而获得了发展,这种熔炼法是把在真空或惰性气体环境中进行电弧熔炼的金属,不使其在坩埚中凝固,而向铸型中进行浇注与铸造。 凝壳熔炼炉的优点是: (a)由于不论是使用水冷铜坩埚,或是内衬耐火材料的坩埚(耐火材料主要使用石墨,但也使用MgOAl2O3ZrO2),都能生成凝壳,所…     

真空凝壳炉的真空系统设计

本文主要总结 100公斤真空凝壳炉真空系统的设计经验。 100公斤真空凝壳炉(又叫真空自耗电极电弧凝壳炉)已生产使用十多年,工作已达1000多炉次。实践证明,运行稳定可靠,是目前国内较大的钛铸炉,为我国钛铸业作出了贡献。于1978年底荣获辽宁省科学大会奖和冶金部科技奖。 一、真空系统的选择 真空凝壳炉的真空系统同真空自耗炉(又叫真空自耗电极电弧炉)的真空系统基本相同,计算方法也相似。所不同之处是:真空凝壳炉有较大的熔池,能直接浇注形状比较复杂的铸件,在开始熔炼阶段放气量较大,在浇注的瞬时放气量达最大值,真空自耗炉只能在水冷坩埚…     

483Q发动机用TiAl基合金排气阀门的研制

利用真空感应凝壳熔炼设备熔铸了 Ti Al合金 483Q发动机的排气阀门坯件 ,经热等静压及机械加工后所制得的 Ti Al合金排气阀门重量比原材质的减少了 49.3%。 483Q台架试验测试结果表明 ,Ti Al合金适宜于制造 483Q发动机排气阀门。     

483Q发动机用TiA1基合金排气阀门的研制

利用真空感应凝壳熔炼设备熔铸了TiAl合金483Q发动机的排气阀门坯件,经热等静压及机制加工后所制得的TiAl合金排气阀门重量比原材质的减少了49．3％。483Q台架试验测试结果表明,TiAl合金适宜于制造483Q发动机排气阀门。     

新式连续型真空冷坩埚感应凝壳炉

本文首先介绍了目前真空冷坩埚感应凝壳炉的发展现状，分析了特殊工艺下传统型真空冷坩埚感应凝壳炉存在的问题。基于此，提出一种新型真空冷坩埚感应凝壳炉（连续型炉）的设计构型，简要介绍了其结构特点及工作流程。最后分析了该型设备相比传统构型的优点与未来发展前景。     

钛及钛合金熔炼技术发展现状

目前生产钛及钛合金铸锭最主要的方法是真空自耗电弧熔炼以及冷床炉熔炼方法。详细介绍了真空自耗电弧熔炼、电子束冷床炉熔炼以及等离子束冷床炉熔炼技术的原理、特点和发展现状。     

电磁悬浮真空熔铸技术进展

介绍了电磁线圈悬浮ELM,冷坩埚悬浮CCLM,冷坩埚半悬浮熔炼semi-CCLM——即感应凝壳熔炼ISM,三类真空熔铸技术的发展和现状。对该类技术在精密铸造、材料提纯、锭材及合金制备、气雾化制粉四个领域的应用进行实例论述。指明悬浮熔炼技术在材料种类、设备容量、熔体过热度及运行工艺几个方面的发展趋势。随着水冷铜坩埚技术的发展,半悬浮熔炼技术得到较快发展,并演化出多种形式,促进新型材料研制。激光和等离子加热技术的融合,为新工艺的实施奠定了基础。     

真空电弧炉和真空感应炉的研究

简述了我所50年来在真空冶金设备研制方面获得的一些研究成果,重点对大容量真空电弧熔炼的短网压降设计的重要性进行了剖析.对电弧凝壳炉熔炼的水冷坩埚及其水冷结构、离心浇铸机构的设计进行了总结.对1～3t真空感应炉研发过程中的一些共性问题进行了探讨.为技术创新提供参考.     

凝壳炉的设计和应用

论述了真空凝壳炉的主要部件和熔炼程序。阐明了凝壳炉在高温合金、反应合金与高温金属等铸件生产方面的用途。这种过程没有坩埚污染,铸造速率较快以及真实精炼等优点,使真空凝壳铸造,达到了实际生产的过程。     

真空熔炼的近期进展

本文对特种熔炼，包括真空感应熔炼、冷坩埚熔炼、真空电弧重熔、真空电弧双电极重熔、电子束熔炼以及在真空或高压条件下电渣重熔的近期进展作了综述。并对特种熔炼的某些发展方向给予了一定的评论。     

真空自耗电极电弧凝壳炉

本文着重介绍了我所与沈阳市冶金所、东北工学院、沈阳铸造所在六十年代中期自行设计，自行制造的２０公斤、 １００公斤真空自耗电极电弧凝壳炉的结构设计和该炉十多年来的生产运行情况，并结合２５０公斤凝壳炉设计，分析和讨论了电弧式凝壳炉设计中普遍遇到的问题，以及从满足熔炼工艺性角度给出了必要的推导和计算，同时对我国电弧式凝壳炉的发展也提出了某些设想，以适应我国铁铸事业的发展需要。     

电子束冷床炉纯钛熔炼成分均匀性控制措施的研究

电子束冷床熔炼炉熔炼纯钛的起始阶段,冷床凝壳表面成分对铸锭成分均匀性有一定的影响,会造成冷轧或热轧产品力学性能的波动。本文通过研究熔炼正式开始前对凝壳液位高度及熔池深度的控制技术,来避免铸锭尾端的成分偏差。以上研究对各种牌号金属及合金的冷床熔炼均有较好借鉴意义。     

Cu-Cr合金制备技术的研究进展

综述了Cu-Cr合金制备技术的研究现状和最新进展.主要内容包括:Cu-Cr合金的特点;Cu-Cr合金制备工艺的优缺点及研究现状,如熔渗法、混粉烧结法、机械合金化法、真空电弧熔炼法、真空感应熔炼法、定向凝固法、电渣坩埚熔炼法、激光表面合金化法、自蔓延熔铸法和快速凝固法等;最新发展起来的电磁悬浮熔炼法和悬淬法等制备Cu-Cr合金的特点.在综述的基础上,简要讨论了Cu-Cr合金未来的发展动向.     

钛合金真空自耗电弧熔炼技术发展

目前,生产钛及钛合金铸锭的基本方法仍为真空自耗电弧熔炼方法.讨论了真空白耗电弧熔炼钛合金的常见铸锭缺陷和预防措施.回顾了近代真空自耗电弧熔炼(VAR)技术的发展.较详细地介绍了为获得更高质量的铸锭,当前对VAR熔炼过程控制技术所作的努力及取得的进展.指出了未来真空自耗电弧熔炼控制技术的发展方向.     

一座可处理废渣及原料的集成式钛加工厂

美国钛工程有限责任公司建成了一座新型集成式世界级钛制造工厂。在这个工厂内,利用设备可高效地处理大量固体原料及机加工废屑,进行原料制备、原料混合、等离子和电弧熔炼以及真空电弧熔炼等。这里还包括专用目的的钛板轧机。这里还有各种钛的热处理及精加工装置以保证制品的精度和减少待机时间。     

钒基贮氢合金的公斤级熔炼工艺与性能改善

研究了V-60%(TiCrFeMn)贮氢合金的公斤级熔炼工艺和热处理工艺,采用真空中频感应和非自耗真空电弧熔炼两种不同的熔炼方法制备公斤级钒基贮氢合金,采用高温退火方法改善合金的性能.结果表明,采用真空中频感应熔炼的合金由于熔炼过程中合金液与坩埚反应,致使合金含氧量过高,合金性能恶化,而采用非自耗真空电弧熔炼的合金表现...