10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺制造技术

提供一种10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，基于真空自耗电弧熔炼炉对制备的大单重镍电极采用二次熔炼方式进行熔炼，并对熔炼时的技术参数进行优化改进，解决了传统制备工艺下大单重镍卷制备难度大易产生气孔、夹杂及深缩孔的问题，制备工艺简单，成本低，提高熔炼后镍锭质量和成品率，从而使得镍卷质量得到保证，特别适合大单重高质量宽幅镍卷产品的制备。特别适合大单重高质量宽幅镍卷产品的制备。特别适合大单重高质量宽幅镍卷产品的制备。

【技术实现步骤摘要】
10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺


[0001]本专利技术属于金属镍卷制备
，具体涉及一种10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺。

技术介绍

[0002]目前，传统的真空感应熔炼+电渣重熔的镍熔炼方式，无法生产大单重铸锭，最大不超过5T，主要是电渣重熔炉设备限制，无法制备大单重宽度镍卷；真空自耗电弧炉一般用于熔炼钛及钛合金铸锭，用于熔炼镍锭易在镍锭的上部产生内部气孔及上部中心部位深缩孔，为此，基于真空自耗电弧炉，需要对其熔炼工艺进行改进，使其满足大单重镍卷的制备要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题：提供一种10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，基于真空自耗电弧熔炼炉对制备的大单重镍电极采用二次熔炼方式进行熔炼，并对熔炼时的技术参数进行优化改进，解决了传统制备工艺下大单重镍卷制备难度大易产生气孔、夹杂及深缩孔的问题，制备工艺简单，成本低，提高熔炼后镍锭质量和成品率，从而使得镍卷质量得到保证，特别适合大单重高质量宽幅镍卷产品的制备。
[0004]本专利技术采用的技术方案：10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，包括以下步骤：
[0005]1)原料：采用12.5吨纯度不低于99.96％的电解镍板，使用剪床裁剪成200～700mm宽度不一的镍板条；
[0006]2)自耗电极制备：利用裁剪的电解镍板条制备两根自耗电极，即7.7吨的尺寸为φ700
×
5000mm的圆电极和4.8t的尺寸为φ700
×
3100mm圆电极各一根；
[0007]3)熔炼：采用真空自耗电弧熔炼方式对两根圆电极进行两次熔炼，其中，第一次熔炼使用φ760mm铜制结晶器，第二次熔炼使用φ840mm铜制结晶器；
[0008]4)第一次扒皮、修磨：将熔炼所得的镍锭放置于车床上进行多道次车床扒皮，每次进刀量1～3mm，镍锭整体扒皮后局部表面缺陷处车削扒皮或砂轮打磨去除，处理部位应圆滑，无台坎和棱角，镍锭上表面缺陷位置的深宽比不大于1：6，处理深度不大于10mm，镍锭头部、底部倒角40
×
50～70mm；
[0009]5)取样、化学成份检测：在距镍铸锭头部和底部230～280mm范围内的外圆周壁上取屑状和块状试样，试样不得氧化，每份屑样数量不少于25g，取长度为100mm且直径为φ3～φ5的块状样，分析残余元素符合GB/T5235
‑
2021标准；
[0010]6)冒口切除：对镍锭进行超声波探伤定位，锯床切除镍锭冒口；
[0011]7)锻造：采用自由锻方式对镍锭进行锻造，锻造时镍锭的加热温度为1100℃，锻造尺寸为δ160mm
×
1260mm
×
L，形成厚板坯；
[0012]8)第二次扒皮、修磨：采用多道次铣床对厚板坯进行扒皮，每次进刀量1～3mm，厚板坯应沿长度方向四边倒角，倒角为(5～20)mm
×
45
°
，厚板坯表面粗糙度的Ra值应不大于
3.2μm，整体扒皮后砂轮打磨去除厚板坯表面的局部缺陷，清理后的凹坑深度应不超过5mm，清除宽度和清除长度不得小于凹坑深度的10倍，要求修磨产生的凹坑边部与板面平滑过渡；
[0013]9)热轧：厚板坯热轧时的加热温度为1050℃～1150℃，且热轧后的尺寸为δ5.0mm
×
1300mm
×
L，形成厚镍卷；
[0014]10)去应力退火：对热轧后的厚镍卷在750℃～850℃连续退火；
[0015]11)表面处理：采用酸洗去除厚镍卷表面的氧化层；
[0016]12)冷轧：采用20辊冷轧机对表面处理后的厚镍卷进行冷轧，冷轧后的尺寸为δ1.0mm
×
1300mm
×
L或δ1.5mm
×
1300mm
×
L，形成薄镍卷；
[0017]13)退火：采用750℃～850℃氩气保护对冷轧后的薄镍卷进行连续退火；
[0018]14)表面处理：对退火后的薄镍卷进行酸洗处理至表面光亮化；
[0019]15)取样、性能检测：对表面处理后的薄镍卷头、尾部剪切取样，对其横向力学性能检测和纵向力学性能检测。
[0020]上述步骤2)中，所述自耗电极的制备步骤具体如下：
[0021]2‑
1)将裁剪的电解镍板条一层层平铺于造型架上，每铺一层，长度方向每块电解镍板条氩弧焊连接，其中，氩弧焊焊接时的电流为180
‑
260A，氩气流量为10～15L/min，焊缝长度10mm；
[0022]2‑
2)绞链勒紧，使用宽度为50mm且厚度为3.0mm的打包条扎捆打包，打包条间隔为400mm，所述打包条为纯镍板条。
[0023]进一步地，所述造型架包括底架，沿所述底架长度方向均布有多个弧形架，所述弧形架的开口朝上设置，且弧形架下端固定于底架上，裁剪的电解镍板条按照宽度由小到大再到小的铺设顺序在弧形架的弧形支撑面上铺设后进行焊接造型。
[0024]进一步地，所述底架采用两个平行设置的侧立板和平行设于两个侧立板之间的纵杆，所述侧立板和纵杆上方均布有多个横杆，且与侧立板和纵杆固定连接的多个横杆将两个侧立板和纵杆固定连接为一体。
[0025]进一步地，所述弧形架包括两个平行设置的立柱和开口朝上设置并与对应侧立柱侧壁固定连接的弧形板，两个所述立柱下端固定于对应侧的侧立板外壁上，所述弧形板下端与侧立板和纵杆固定连接，所述立柱内侧壁上固定有下端与纵杆侧壁固定连接的支撑杆。
[0026]上述步骤3)中，第一次熔炼时，将φ700
×
5000mm的圆电极装入φ760mm铜制结晶器中，使φ700
×
5000mm的圆电极焊接固定于辅助电极下端，待焊接位置冷却凝固后开炉熔炼，φ700
×
5000mm的圆电极全部熔炼完毕后，冷却两小时左右后打开炉盖，将φ700
×
3100mm圆电极装入φ760mm铜制结晶器内，并使φ700
×
3100mm焊接固定于辅助电极下端，待焊接位置冷却凝固后开炉熔炼，待φ700
×
3100mm熔炼完毕后，静置冷却至少7小时后出炉，完成两根圆电极的第一次熔炼；
[0027]将第一次熔炼后所得的镍锭车床平头后，装入φ840mm铜制结晶器内，将镍锭焊接固定于辅助电极下端，待焊接位置冷却凝固后开炉熔炼，直至镍锭全部熔炼完毕，静置不少于10个小时后出炉，完成第二次熔炼。
[0028]进一步地，所述辅助电极与φ700
×
5000mm的圆电极和φ700
×
3100mm圆电极焊接
前真空自耗电弧熔炼炉内的真空度≤1Pa，辅助电极分别与两个圆电极焊接时的焊接电流为3～12kA，焊接电压为20～40V，焊接后的冷却时间≥30min。
[0029]进一步地，所述二次熔炼时辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：1)原料：采用12.5吨纯度不低于99.96％的电解镍板，使用剪床裁剪成200～700mm宽度不一的镍板条；2)自耗电极制备：利用裁剪的电解镍板条制备两根自耗电极，即7.7吨的尺寸为φ700
×
5000mm的圆电极和4.8t的尺寸为φ700
×
3100mm圆电极各一根；3)熔炼：采用真空自耗电弧熔炼方式对两根圆电极进行两次熔炼，其中，第一次熔炼使用φ760mm铜制结晶器，第二次熔炼使用φ840mm铜制结晶器；4)第一次扒皮、修磨：将熔炼所得的镍锭放置于车床上进行多道次车床扒皮，每次进刀量1～3mm，镍锭整体扒皮后局部表面缺陷处车削扒皮或砂轮打磨去除，处理部位应圆滑，无台坎和棱角，镍锭上表面缺陷位置的深宽比不大于1：6，处理深度不大于10mm，镍锭头部、底部倒角40
×
50～70mm；5)取样、化学成份检测：在距镍铸锭头部和底部230～280mm范围内的外圆周壁上取屑状和块状试样，试样不得氧化，每份屑样数量不少于25g，取长度为100mm且直径为φ3～φ5的块状样，分析残余元素符合GB/T5235
‑
2021标准；6)冒口切除：对镍锭进行超声波探伤定位，锯床切除镍锭冒口；7)锻造：采用自由锻方式对镍锭进行锻造，锻造时镍锭的加热温度为1100℃，锻造尺寸为δ160mm
×
1260mm
×
L，形成厚板坯；8)第二次扒皮、修磨：采用多道次铣床对厚板坯进行扒皮，每次进刀量1～3mm，厚板坯应沿长度方向四边倒角，倒角为(5～20)mm
×
45
°
，厚板坯表面粗糙度的Ra值应不大于3.2μm，整体扒皮后砂轮打磨去除厚板坯表面的局部缺陷，清理后的凹坑深度应不超过5mm，清除宽度和清除长度不得小于凹坑深度的10倍，要求修磨产生的凹坑边部与板面平滑过渡；9)热轧：厚板坯热轧时的加热温度为1050℃～1150℃，且热轧后的尺寸为δ5.0mm
×
1300mm
×
L，形成厚镍卷；10)去应力退火：对热轧后的厚镍卷在750℃～850℃连续退火；11)表面处理：采用酸洗去除厚镍卷表面的氧化层；12)冷轧：采用20辊冷轧机对表面处理后的厚镍卷进行冷轧，冷轧后的尺寸为δ1.0mm
×
1300mm
×
L或δ1.5mm
×
1300mm
×
L，形成薄镍卷；13)退火：采用750℃～850℃氩气保护对冷轧后的薄镍卷进行连续退火；14)表面处理：对退火后的薄镍卷进行酸洗处理至表面光亮化；15)取样、性能检测：对表面处理后的薄镍卷头、尾部剪切取样，对其横向力学性能检测和纵向力学性能检测。2.根据权利要求1所述的10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，其特征在于：上述步骤2)中，所述自耗电极的制备步骤具体如下：2
‑
1)将裁剪的电解镍板条一层层平铺于造型架(1)上，每铺一层，长度方向每块电解镍板条氩弧焊连接，其中，氩弧焊焊接时的电流为180
‑
260A，氩气流量为10～15L/min，焊缝长度10mm；2
‑
2)绞链勒紧，使用宽度为50mm且厚度为3.0mm的打包条扎捆打包，打包条间隔为400mm，所述打包条为纯镍板条。3.根据权利要求2所述的10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，其特征在于：所述造型架
(1)包括底架(1
‑
1)，沿所述底架(1
‑
1)长度方向均布有多个弧形架(1
‑
2)，所述弧形架(1
‑
2)的开口朝上设置，且弧形架(1
‑
2)下端固定于底架(1
‑
1)上，裁剪的电解镍板条按照宽度由小到大再到小的铺设顺序在弧形架(1
‑
2)的弧形支撑面上铺设后进行焊接造型。4.根据权利要求3所述的10T级大单重宽幅镍卷的制备工艺，其特征在于：所述底架...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶群，高骏，朱佳，高盼，
申请(专利权)人：宝鸡海吉钛镍有限公司，
类型：发明
国别省市：