补缩工艺对锆合金铸锭冒口的影响.pdf

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1、2016年第3期铸造设备与工艺Jun.20162016年№6月3FOUNDRYEQUIPMEN铸造设备与工艺TANDTECHNOLOGYJun.20162016年第№33期·铸造工艺·doi：10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.03.003补缩工艺对锆合金铸锭冒口的影响严宝辉1，肖颖1，王彦启2（1.西部新锆核材料科技有限公司，陕西西安710000；2.华南理工大学，广东广州51000）摘要：对三种补缩工艺下的锆合金铸锭冒口及其化学成分进行了对比分析，研究了不同的铸锭补缩工艺对锆合金铸锭冒口深度及铸锭化学成分的影

2、响。结果表明适当的补缩电流制度和补缩时间，既能减少铸锭冒口深度，也能保证其化学成分与铸锭整体的一致性。关键词：锆合金铸锭；补缩；冒口；化学成分中图分类号：TG244+.4文献标识码：A文章编号：1674-6694（2016）03-0008-03InfluenceofFeedingProcessonZirconiumAlloyIngotRiser112YANBao-hui，XIAOYin，WANGYan-qi（1.WesternEnergyMaterialTechnologiesCO.，LTD.，Xi'anShanxi710000，China；2.

3、SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510000，China）Abstract：Inthispaper，thezirconiumingotriseranditschemicalcompositionwiththreekindsofdifferentingotfeedingprocesswasanalyzed.Theresultsshowedthatusingtheproperfeedingtimeandfeedingcurrentsystem，itnotonlyminimizedi

4、ngotriserdepth，butalsoguaranteedtheconsistencyofitschemicalcomposition.Keywords：zirconiumalloyingot，feeding，riser，chemicalcomposition锆合金由于热中子吸收截面小，具有较好的机重要意义。械性能及耐腐蚀性能，被用作核反应堆的燃料元件1试验方法包壳和堆芯结构材料。其中锆及锆合金铸锭生产至今仍在普遍采用真空自耗熔炼（VAR）方法。该熔炼1.1试验过程过程基本可分为三个阶段，引弧建立熔池期、正常实验选用材料为原子能级海绵锆。将

5、海绵锆经熔炼期和头部补缩期。当铸锭熔炼进入补缩期，如过人工挑料、布料、与相应中间合金在50MN油压果突然结束熔炼熄灭电弧，则铸锭集中缩孔部位约机压制成电极块，再使用真空等离子焊箱焊接成自在熔炼深度的二分之一处，而正常熔炼的熔池深耗电极，然后在1t真空自耗电弧炉经过三次真空[1]度≥坩埚直径。因此，因尽量减少铸锭头部缩孔深电弧熔炼成450mm的Zr4合金铸锭，名义成分见度，减少铸锭切头量。为达到上述目的，需要在补缩表1.铸锭号分别为a、b、c，待这3个铸锭在自耗电极期确定最佳的补缩工艺制度。目前，最佳补缩工艺消耗至100kg以上时采用对应的补缩工艺

6、进行补缩[1]。另是采用“多级补缩，低电流保温”的补缩工艺（见表2），铸锭的补缩时间分别控制在57min、45min、外，目前国际上一些主要的锆材生产企业像WZ、35min.铸锭生产完毕后经超声探伤检测确定缩孔CEZUS用于生产锆管的铸锭已经不切除冒口，直接深度。试验流程见图1.同时按照图2所示对铸锭上进行锻造、挤压，以降低生产成本。所以保证铸锭头端面进行取样分析Sn、Fe元素含量，研究补缩工艺部化学成分的一致性也尤为重要，而铸锭的补缩工对Zr4合金两种主元素含量的影响。艺也会影响铸锭头部的化学成分，甚至导致铸锭头1.2测试部某些元素含量超出标准

7、要求。因此，研究铸锭补用HS600C超声波探伤仪检测铸锭冒口深度；缩工艺对提高铸锭生产成品率降低生产成本具有用等离子体发射光谱仪分析铸锭中锡、铁元素的含量。收稿日期：2016-03-04作者简介：严宝辉（1986-），男，助理工程师，研究方向：锆及锆合2结果与讨论金加工。·8·2016年第3期严宝辉，肖颖，王彦启:补缩工艺对锆合金铸锭冒口的影响铸造设备与工艺电流制度的不同在于电流下降的级数和每1级电流所持续的时间不相同。1#、2#补缩电流制度中电流下降缓慢，熔速下降平稳，这一方面可以保证熔池表面处于液态，另一方面还可以提供少量的液态金属不断地进入

8、熔池，以充填由于凝固和结晶所造成的体积收缩。同时由于逐渐由下而上地减少熔池图1试验流程图体积和深度，始终是熔池表面处于液态而不先凝固，有