一种钛及钛合金低成本连铸技术和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种钛及钛合金低成本、短流程的连铸技术和设备，属于金属材料制备及加工领域。
【背景技术】
[0002]钛及钛合金作为比强度最高的金属材料，同时具有耐高温、耐腐蚀、无磁和焊接性能好等特点，被广泛的应用于国防科技和民用工业技术领域。但由于钛及钛合金材料制备和加工成本较高，致使其不能像钢铁和铝材一样得到大量的应用。在钛合金相对较高的成本当中，除了原材料外，真空熔炼及加工占总成本的60%。为了降低成本，科技工作者从海绵钛的低成本制造技术，低成本钛合金研宄等方面已开展了工作。对于连铸连轧这一在钢铁和铝、铜等工业中已相对较成熟的技术。在钛合金方面开展研宄工作还很少，这主要是钛及钛合金的熔炼需要在真空或惰性气体保护下进行。
[0003]日本金属材料研宄所H.G.Suzuki等人进行了基础实验。他们对T1-6242、T1-1023等钛合金的研宄表明，钛具有优良的热塑性和低的热强度，高温加工性能比钢好，试图对钛及钛合金的连铸连轧技术的实现可能性提供依据，但并没有开展相关实质性工作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对降低钛及钛合金的制造成本，缩短工艺流程，实现钛及钛合金高效、短流程、低成本化制造而发明了一种钛及钛合金的连铸技术和设备。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明提供了一种钛及钛合金低成本连铸技术，其包括以下步骤:
a、进料:钛或钛合金坯料在进料驱动辊的作用下沿着进料轨道从进料室输送进熔炼室内；
b、熔化:钛或钛合金坯料进入熔炼室内后，在驱动辊的继续作用下输送到第一等离子枪下，利用第一等离子枪所产生的离子弧对坯料进行熔化；
C、冷却下拉:熔化后的钛或钛合金溶液会滴入结晶器内进行缓慢冷却形成铸锭，然后利用设置在结晶器下方的下拉机构进行下拉；
d、切断:每当下拉机构下拉一米后启动设置在侧面的第二等离子枪，利用第二等离子枪所产生的离子弧将铸锭切断；
e、出料:切断后的铸锭在气缸的作用下将由竖直翻转至水平方向并输送到出料轨道上，启动出料驱动辊把铸锭沿着出料轨道输送出进行出料室内。
[0006]进一步:所述的结晶器为水冷的铜结晶器。
[0007]又进一步:所述的第一等离子枪和第二等离子枪的功率都为65kw或65kw以上。
[0008]再进一步:所述的步骤a (进料)、步骤b (恪化)、步骤c (冷却下拉)、步骤d (切断)和步骤e (出料)都是在一定压力的氩气气氛中进行，避免了钛及钛合金熔炼过程中的氧化冋题。
[0009]本发明还提供了一种钛及钛合金低成本连铸设备，其包括进料室、熔炼室、下拉室、出料室、进料轨道、出料轨道和结晶器，所述的进料轨道的两端分别位于进料室和熔炼室内，所述的结晶器位于熔炼室内，所述的进料轨道的一端连接在结晶器的进料口处，所述的结晶器进料口的上方设有第一等离子枪，所述的通过进料轨道与熔炼室相连通，所述的熔炼室与下拉室之间设有下拉机构，所述的下拉机构位于结晶器出料口的正下方，所述的拉锭头与结晶器之间还设有第二等离子枪，所述出料轨道的两端分别位于下拉室和出料室内，所述的进料轨道与出料轨道上都设有驱动辊，所述的下拉室还设有翻转顶出机构，所述的翻转顶出机构位于下拉室内出料轨道的上方。
[0010]进一步:所述的下拉机构是由三组两两相对设置的滚筒从上到下排列组成，所述每组滚筒都位于结晶器出料口下方的两侧。
[0011]又进一步:所述的翻转机构包括接料筒、顶出气缸和翻转气缸，所述的接料筒位于下拉机构的下方，所述接料筒的前后两侧各连接有一个翻转气缸，所述的顶出气缸位于接料筒的左侧，所述接料筒的底部开设有通孔。
[0012]再进一步:所述的结晶器采用倒梯形设计，所述的结晶器内安装有水冷系统。
[0013]本发明的有益效果有以下几点:
1、本发明采用在一定压力的氩气气氛中工作，避免了钛及钛合金熔炼过程中的氧化问题。
[0014]2、本设计中的结晶器采用倒梯形设计，并加装了水冷系统，可保证纯钛及钛合金铸锭的冶金质量。
[0015]3、本设计采用大功率的等离子枪作为热源，大大加快了钛及钛合金熔化的速度，提高了其的工作效率。
[0016]4、本设计具有结构简单、易于制造和实用高效的优点。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供了一种钛及钛合金低成本连铸技术，包括以下步骤:
a、进料:钛或钛合金坯料在进料驱动辊的作用下沿着进料轨道从进料室输送进熔炼室内；
b、熔化:钛或钛合金坯料进入熔炼室内后，在驱动辊的继续作用下输送到第一等离子枪下，利用第一等离子枪所产生的离子弧对坯料进行熔化；
C、冷却下拉:熔化后的钛或钛合金溶液会滴入结晶器内进行缓慢冷却形成铸锭，然后利用设置在结晶器下方的下拉机构进行下拉；
d、切断:每当下拉机构下拉一米后启动设置在侧面的第二等离子枪，利用第二等离子枪所产生的离子弧将铸锭切断；
e、出料:切断后的铸锭在气缸的作用下将由竖直翻转至水平方向并输送到出料轨道上，启动出料驱动辊把铸锭沿着出料轨道输送出进行出料室内。
[0019]上述方法中所述的结晶器为水冷的铜结晶器。
[0020]上述方法中所述的第一等离子枪和第二等离子枪的功率都为65kw或65kw以上。
[0021]上述方法中所述的步骤a (进料)、步骤b (恪化)、步骤c (冷却下拉)、步骤d (切断)和步骤e (出料)都是在一定压力的氩气气氛中进行，避免了钛及钛合金熔炼过程中的氧化问题。
[0022]本方法采用在一定压力的氩气气氛中工作，避免了钛及钛合金熔炼过程中的氧化问题。其的目的就是针对降低钛及钛合金的制造成本，缩短工艺流程，实现钛及钛合金高效、短流程、低成本化制造。
[0023]如图1所示的一种钛及钛合金低成本连铸设备，包括进料室1、熔炼室2、下拉室3、出料室4、进料轨道5、出料轨道6和结晶器7，所述的进料轨道5的两端分别位于进料室I和熔炼室2内，所述的结晶器7位于熔炼室2内，所述的进料轨道5的一端连接在结晶器7的进料口处，所述的结晶器7进料口的上方设有第一等离子枪8，所述的通过进料轨道5与熔炼室2相连通，所