宝钢电子束冷床炉产出首批纯钛扁锭
电子束冷床炉熔炼工业纯钛技术简述
［ ４ 】 王立新． 日本东 邦公 司的 １ ８ ０ ０ ｋ Ｗ 电子束冷床 炉［ Ｊ ］ ． 钛
熔 炼 、精炼 炉床 和坩埚 排列在 一 直线上 ，一个 防溅
挡板 放置在 熔炼 区和精 炼 区之 间 ，防止 材料 从熔 化
区溅至精炼 区［ ９ １ 。
Ｔ ｉ Ｎ的溶解 主要 经过如下两 个 阶段 ：氮 向基 体扩散 ， 出现针状组织过渡层 ；Ｔ ｉ Ｎ全部溶解并形成粗 大的铸 态组织 ，与周 围的熔体混 为 一体 。一般 在熔 炼过 程 中，Ｔ ｉ Ｎ属 于杂质 所以相对数量较少 ，其溶解 后不会 造成熔体 中氮含量有 明显 的增加㈣。 决定 夹 杂溶 解 的 因素 不仅 有 夹杂 本 身 的特 性 ，
２ 电子 束 冷床 炉 结构
电子束冷 床熔炼 （ Ｅ Ｂ Ｃ Ｈ Ｍ — Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ Ｂ ｅ ａ ｍ Ｃ ｏ ｌ ｄ
Ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ Ｍｅ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ）就是在冷坩埚 （ 水冷坩埚）熔炼技术
的基础 上 ，再加上 电子 束 的高 温外 加热 源作 用 的结 合 。电子束 冷床 炉主要 由炉体 、电子枪 系统 、进料 系统 、铸造 系统 、真空 系统 和 电子束 电源及 其控制
一
钛 铸 锭 中最 常 见 的夹 杂 有 低 密 度 夹 杂 （ Ｌ Ｄ Ｌ ，
Ｌ ｏ ｗ Ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ） 和高 密度夹杂 （ Ｈ Ｄ Ｉ ， Ｈｉ
我国超高纯钛生产领域打破国际垄断
我国超高纯钛生产领域打破国际垄断
佚名
【期刊名称】《中国粉体工业》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】6月30日，位于浙江余姚的宁波创润新材料有限公司（以下简称：创润公司）“年产250吨电子级低氧超高纯钛项目”正式投产。
据悉，这也是国内首创电子级低氧超高纯钛第一炉。
至此，中国在超高纯钛领域打破美、日企业在市场上对中国的限制和垄断，开启超高纯钛大幅度降低生产成本新时代。
【总页数】1页(P43-43)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ638
【相关文献】
1.中国第一炉“超高纯钛”在余姚出产打破国际垄断
2.我国打破氯化聚氯乙烯技术国际垄断
3.打破国际垄断我国首批大容量发电机断路器成功研发
4.中国产出首炉超高纯钛打破了美日垄断
5.我国自主高性能碳纤维技术打破国际垄断
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钛合金的熔炼工艺-电子束冷床熔炼法(EBCHR)
钛合金的熔炼工艺-电子束冷床熔炼法（EBCHR）真空自耗电弧熔炼一直是钛合金的主要熔炼方法。
为了提高航空发动机用钛合金铸锭成分的均匀性和尽可能消除偏析等缺陷，一般采用三次真空电弧熔炼。
但研究证明，真空电弧熔炼消除钛合金中的高密度夹杂（HDI）和低密度夹杂（LDI）的能力有限。
而这两种缺陷是钛合金零部件的疲劳裂纹源，降低了零部件的使用寿命。
若用于航空发动机，可能引起重大事故。
因此美国在20世纪80年代开始研究开发一种熔炼钛合金的新工艺———冷床熔炼（Cold Hearth Melting，简称CHM）技术。
根据热源的不同，冷床熔炼可以分为电子束冷床熔炼（Electron Beam Hearth Melting，简称EBCM 或Electron Beam Cold-Hearth Remelting，简称EBCHR）和等离子束冷床熔炼（Plasma Arc Cold Hearth Melting，简称PACHM）两种熔炼方式。
冷床炉熔炼技术独特的熔炼方式，可以有效消除钛合金中的各种夹杂物，解决了长期困扰钛工业界的一大难题，因此，冷床熔炼技术可以认为是钛合金熔炼技术发展史上的一次飞跃。
冷床熔炼就是在冷坩埚（水冷坩埚）熔炼技术的基础上，再加上电子束或等离子束的高温外加热源作用的结合。
所谓冷床实际就是凝壳熔炼的坩埚，冷床熔炼就是凝壳熔炼的新发展。
1905年，德国的西门子（Siemens）公司和Haisko用电子束熔炼钽首次获得成功，但由于当时世界的真空技术发展水平还很有限，从而阻碍了电子束熔炼技术的发展。
真正将电子束熔炼技术推向商业化是在1957年，Temescal冶金公司利用电子束熔炼钛锭。
之后Temescal冶金公司大力发展电子束熔炼技术，在20世纪60年代初期，该公司利用横向电子枪熔炼炉制备了直径80mm的钽锭和钨锭以及直径127mm、重数百公斤的钛锭。
20世纪80年代，现代轴向电子枪取代了早期的横向电子枪，使得电子束熔炼炉的产能得到真正意义上的大幅提高。
国产化大型电子束冷床熔炼炉建成投产
国产化大型电子束冷床熔炼炉建成投产
12月10日，由云南某公司自主研发设计、制造加工的全国产化大型电子束冷床熔炼炉(以下简称EB炉)在四川省盐边钒钛产业开发区建成投产，第一块长度为6米、宽1.55米、高0.21米、重量达10吨的钛扁锭出炉，标志着该公司EB炉全国产化项目热负荷试车成功。
此次建成投产的3号EB炉是攀云钛公司投资5亿元建设的“低成本高端钛锭熔铸及延伸加工项目”的5个子项目之一，是全国第二台国产化大功率电子束冷床炉（为2016年攀云钛公司首台国产EB炉的升级版），实现了从设计、设备制造到安装、调试全流程100%国产化，拥有完全自主知识产权。
EB炉是钛及钛合金、镍、锆、铪、钨钼、钽等稀有金属熔炼铸锭最先进的设备。
由于技术封锁，2018年以前，国内EB炉电子束枪控制等关键技术还依靠进口。
2017年，为全面贯彻落实《中国制造2025》行动纲领，该公司积极参与攀枝花钒钛资源的综合利用研究，正式开始实施国产EB炉电子束枪及高压电源控制等关键技术研发。
为此，攀云钛公司汇集各类英才百余人参与研发，于2018年3月份攻克EB炉关键设备电子束枪的核心技术；2018年9月，在昆钢重装集团开始了首台全国产化EB炉制造工作。
“低成本高端钛锭熔铸及延伸加工项目”填补了我国钛、镍、锆等难熔金属材料熔炼装备制造技术领域的空白，为国家发展高端应用领域的新材料提供了装备技术支撑。
该项目的建成将大幅提升攀枝花市高端钛材产品的市场占有率，为攀枝花两城建设、钒钛产业转型升
级、为地方经济、社会高质量、可持续发展再立新功！。
西南地区首批纯钛锭在攀出炉
标 及 国际标 准 。
更换 设 备 和 进 行 技 术 攻 关 ， 于 刚 组 建 不 久 的 攀 航 钛 工 业 有 限公 司 而 言 ， 谓 难 上 加 难 。 对 可
产 业 链 延 伸 拓 展 到 了一 个 新 领 域 。 拥 有 该 生 产 线 的 四川 华 铁 钒 钛 科 技 股 份 有 限 公 司 被 授 予 了 “ 枝 花 市 特 种 钛 白工 程 技 术 攀
研 究 中心 试 验 基 地 ” 的牌 匾 。
火力发 电 、 高炉炼 钢、 汽车尾气 等产 生 的氮氧化物 是主要 的大气 污染物 之一 ， 选择性催 化 还原脱硝是 目前 全球最成熟 、 最有 效 的治理 氮氧 化物污 染 的技 术 。当前 国 内已引进 和在建 脱 硝催化剂生产线 近 １ Ｏ条 ， 每年需要 ５万 吨以上 的脱硝催化剂载体二 氧化钛全部依 赖进 口。
四川 华 铁 钒 钛 科 技 股 份 有 限公 司 在 成 功 开 发 了 拥 有 自主 知 识 产 权 的 脱 硝 催 化 剂 载 体 二 氧
化 钛制备技术后 ， ２ ０ 于 ０ ８年 初 ， 投资 １ ５ ． ５亿元 ， 分两期建 设年产 ２万 吨脱 硝催化 剂载体二 氧
化 钛 生 产 线 。其 中 ， 期 年 产 ５ ０ 一 ０ ０吨 脱 硝 催 化 剂 载 体 二 氧 化 钛 生 产 线 于 １ ６日建 成投 产 ， 期 二 生 产 线 预 计 明 年 二 季 度 开 工 建 设 。随 着 这 条 生 产 线 的 建 成 投 产 ， 国 成 为 继 日本 、 国 、 国 我 德 法
eb熔炼纯钛铸锭的质量管理提升
EB 熔炼纯钛铸锭的质量管理提升裴腾，李渤渤，朱俊杰，蒋林凡，李强（洛阳双瑞精铸钛业公司，洛阳涧西471003）摘要：文章从熔炼原料配料优化、铸锭成分管控、设备稳定性提升等方面展开，系统性地对其质量管控的要点及措施进行梳理，简述EB 熔炼纯钛铸锭的质量改善与提升的途径和措施，目的是得到质量优良的内外部品质，为后续生产加工打下基础。
通过该质量管控思路及改善措施持续推进，EB 铸锭内控成分合格率得到5%的提升，同时表面和内部质量大幅改善，质量管理措施获得了良好的效果。
关键词：EB 熔炼；质量提升；配料优化；化学成分管控Metallurgy and materials基金项目：河南省重大科技专项（郑洛新国家自主创新示范区创新引领型产业集群专项）特种装备用钛合金研发及其加工成形技术工程化研究（181200212500）。
作者简介：裴腾（1990-），男，河南洛阳人，硕士，助理工程师，主要从事钛及钛合金的熔炼研究工作。
电子束冷床炉熔炼（EBCHM ）是在真空状态下，利用电子束轰击产生的热量进行高温难熔金属熔炼及提纯的真空熔炼设备，生产效率高，可有效去除高低密度夹杂、获得成分均匀性好的铸锭，是目前钛产业中先进的熔炼方式。
EB 熔炼生产的钛铸锭，省去了锻造成形的工序，可以直接轧制板带材，而铸锭熔炼质量的优劣，直接影响到板带材加工的难度和合格率。
因此，提高铸锭质量是产品提高使用性能、降低成本的首要因素。
铸锭质量的提升是全流程的，各个环节都需要深入分析，查找影响质量的瓶颈所在，有针对性地改善。
熔炼所需的原材料，是决定铸锭化学成分以及用途的直接因素；铸锭成分管控、熔炼工艺的设置是产品质量合格的关键；EB 炉设备的稳定、良好的设备环境条件，是铸锭生产制备的必备要素。
经过EB 炉多年的生产实践，在大量的产品数据基础上，总结积累了铸锭质量的影响因素和改善方法。
文章针对EB 熔炼纯钛质量的提升，通过人机料法环系统性地对其质量管控的要点及措施进行梳理，目的是得到质量优良的内外部品质，为后续生产加工打下基础。
宝钛集团被授予“国家级工业品牌培育示范企业”称号
ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎｔ ａ ｂ ｌ ｅ １
［ １ ］马荣宝 ，陈峰 ，国斌 ．电子束冷床炉 发展简况及熔炼 工 艺探讨 ［ Ｊ ］ ．钛工业进展 ， ２ ０ ０ ８ ， ２ ５ （ ５ ） ：３ ７— ４ ０ ． ［ ２ ］张英明 ，韩 明臣，舒滢 ，等．低成 本钛合金 制备技 术研 究 进展 ［ Ｊ ］ ．稀有金属快报 ， ２ ０ ０ ７ ，２ ６ （ ７ ） ：７— １ １ ． ［ ３ ］段军伟 ．冷床炉熔炼 钛及 钛合 金技术 及其 应用 ［ Ｊ ］ ．有
色金属加工 ，２ ０ １ １ ，４ ０ （ １ ） ： ４ ２ ，５ ３ ，５ ７ ． ［ ４ ］陈战乾 ，国斌 ，陈峰 ，等． ２ ００ ４ Ｋ Ｗ 电子束冷床炉熔炼纯
钛生产实践及 工 艺 控 制 ［ Ｊ ］ ．金 属 世 界 ，２ ０ ０ ９ （ ２ ） ：３ ９
—
４ ２．
［ ５ ］于兰兰 ，毛小南 ，张英 明 ，等．电子束冷床 炉单 次熔炼 钛合金铸锭 研 究进 展 ［ Ｊ ］ ．钛 工业 进 展 ， ２ ０ ０ ９， ２ ６（ ２ ） ：
３
结 论
（ １ ） 制定 的 ３ ２ ０ ０ ｋ Ｗ 电子 束 冷床 炉 熔 炼 纯钛 的
电子枪 工艺 参数 见表 １ 。
（ ２ ） 经过 为 期 １个 月 ２ ５个 铸 锭 熔 炼 试 验 验 证 ， 表 １给 出的电子枪 工艺 参数能 够 稳定 生产 纯 钛铸 锭 ， 且 熔炼 速度稳 定 在 １ ５ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｈ ，挥发 损失 控制 在 ３ ％
】 ４一】 ８．
表３ 采 用表 １ 参数熔炼的纯钛铸锭的杂质含量 （ ％）
Ｔａ ｂｌ ｅ ３ Ｉ ｍｐｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｕｒ ｅ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕｍ ｉ ｎ ｇ ｏ ｔ ｓ ｗｉ ｔ ｈ
冷床炉熔炼钛及钛合金技术及其应用(续)
第 ２期
有 色 金 属 加 工
ＮＯ Ｎ ＦＥＲＲＯ ＵＳ Ｍ ＥＴＡＬＳ ＰＲＯ ＣＥＳＳＩ ＮＧ
Ｖｏ１４ Ｎｏ． ．０ ２ Ａｐｒ ０１１ ｉ２ ｌ
２１ ０ １年 ４月
冷 床 炉 熔 炼 钛及 钛 合 金 技 术 及 其应 用 （ ） 续
段 军 伟
（ 阳 有 色 金 属 加 工 设 计 研 究 院 ， 南 洛 阳 ４ １３ ） 洛 河 ７０ ９
日本 东邦 公 司 于 １９ ９ ９年 采 用 改 造 过 的 １ ８ Ｗ 电子 ．Ｍ
束 冷 床 炉 实 现 了钛 的 批 量 化 生 产 ， 生 产 ６ ０ 可 ６ ｍｍ ×
１ ５ ｍｍ ｘ ７ ０ ３ ０ ５ ｍｍ 的 优 质 纯 钛 扁 锭 。 乌 克 兰 科 学 院 ２ 巴顿 电 焊 研 究 所 开 发 出 了 冷 阴 极 辉 光 放 电 电 子 枪 ， 熔
钛集 团 于 ２ ０ ０ ４年 从 德 国 引 进 的 电 子 束 冷 床 功 率 为 ２０ Ｋ ， ４ ０ Ｗ 可生 产 圆锭 和 扁 锭 ， 目前 已生 产 出 合 格 的
￣ ３ ｍｍ 圆 锭 和 （ ７ ｍｍ、３ ０ ７６ ２０ ７ ｍｍ ） × １ ８ ｍｍ ０ ５ ｘ
提 高 产 品 质 量 ， 国 Ｄ Ｇ 公 司 从 Ａ Ｄ 购 买 了 ｌ台 Ｅ 德 Ｔ Ｌ Ｂ 炉 ， ２０ 于 ０ ８年 初 投 入 使 用 ， 大 可 生 产 １ ｔ 铸 锭 。 最 ５ 的
６ ）如 果具 有两 个 以上 的送料 器 和拉 锭器 ， 可 以 就 连续 送料 、 熔炼 、 拉锭 ， 而实 现工 业化 的连续熔 炼 。 从 ７ ）由于等 离子 熔炼 系统 是在 微正 压 条件 下工 作 ，
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第2期梁新宇等:核级Z r-1N b铸锭中Nb元素均匀性控制43
参考文献
[1]杨艳艳.超高强度B21S合金铸锭成分均匀性的控制
[J].钛工业进展,2001,18(2):36-38.
[2]稀有金属材料加工手册编写组.稀有金属材料加工手册
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[3]冯益,孟祥炜,付宝全,等.搅拌磁场对T i1023铸锭宏
观组织和成分的影响[J].钛工业进展,2009,26(5): 22-25.
The Uniform it y C ontrol for t he N i o biu m E lem ent i n t he Nuclear G rade Zr-1Nb Ingot
L iang X i n yu,W ang L i p i n g,H e M i n
(S tate Nuc l ear Bao ti Z ircon i u m Industry Co.,L td.,Bao ji721014,Ch i na)
Abstract:D ue to t he l ow concentra ti on rang e(?012%)o f niob i u m e l e m ent in the Zr-1N b i ngot,the require m en t o f high unifor m ity, and o ther techn ical proble m s,such as easy to form h i gh m elti ng po i nt and h i gh dens it y i nc l usi ons,t he m e t hod o f tr i ple m e lts i n the vacu-u m consu m ab l e a rc f urnace is adopted.T he eff ec ts o f the m anner t o add t he niob i u m a lloy e l ement and the m e lti ng process para m eters on the un ifor m ity of the a lloy i ngo tw ere stud i ed.It i nd i cated tha t the i ngo t of segregati on free,none HD I de fects and fi ne un ifor m ity could be obta i ned through taking t he ZrN b m aste r a ll oy as additi ons tog ether w ith reasonable me lti ng process.
K ey word s:Z r-1N b zirconiu m a ll oy;Z r N b m aster all oy;pro cess param eters
行业资讯
宝钢电子束冷床炉产出首批纯钛扁锭
3月11日,宝钢股份特钢事业部对电子束冷床炉产出的首批纯钛扁锭进行验证,结果表明:各项性能指标良好。
这标志着宝钢电子束冷床炉热负荷试车取得成功,进入全面生产阶段。
此举改变了特钢冶炼纯钛材料没有扁锭的历史,表明宝钢已初步掌握了具有国际尖端水准的电子束冷床炉工艺技术,为满足我国航空航天事业发展对关键材料的需求创造了条件。
电子束冷床炉是当前世界上进行纯钛冶炼的顶尖工艺装备。
采用电子束冷床炉生产出的扁锭,可直接进行轧制,在省却了对圆锭锻造、开坯等工序后,能最大限度缩短生产流程,降低消耗。
同时,质量、性能更为稳定。
目前,这套工艺技术已成为国际上对特殊材料进行认证的/通关0科目,世界上只有少数企业掌握。
该电子束冷床炉于2008年下半年开始建设。
宝钢特钢事业部冷床炉项目组面对从未接触过的工艺技术装备,在引进、消化、吸收国外先进技术的同时大胆实践,努力摸索和研究核心技术,为技术运用积累了宝贵经验。
与此同时,在设备安装阶段,特冶厂自耗分厂调集精兵强将投入生产准备,先期介入工艺调试,为热负荷试车成功打下了基础。
(郝斌供稿)
乌克兰2月钛出口增长511%
据乌克兰国家统计委员会报告,2010年2月乌克兰钛出口量增长511%至24630t(2009年2月钛出口量为15480t),而1月钛出口量为16300t。
与此同时,乌克兰钛精矿出口收入,由1月的340万美元上升到2月的430万美元,但是低于2009年2月的490万美元。
2010年1~2月乌克兰钛精矿出口同比增长813%至40930,t2009年1~2月的出口量为37800t。
(郝斌供稿)。