一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法

摘要

一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法，它涉及一种铝合金空心锭材料的制造方法。本发明目的是要解决现有方法制造的铝合金空心锭因化学成分不合格而导致铸锭成品率低的问题。制造方法：一、称取高纯铝锭、中间合金Al‑Si、中间合金Al‑Cu和金属Mg；二、熔炼得到合金熔体；三、精炼铸造即得到核反应堆用铝合金空心铸锭。优点：按照本发明提供的方法得到的核反应堆用铝合金空心铸锭成品率高，达到85％，解决了现有方法制备的铸锭成品率低的问题。本发明主要用于制备核反应堆用铝合金空心锭。

主权项

一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法，其特征在于核反应堆用铝合金空心锭的制造方法是按以下步骤完成的：一、称量：按照Si的质量分数为0.80％、Fe的质量分数小于0.18％、Cu的质量分数为0.35％、Mn的质量分数小于0.003％、Mg的质量分数为1.00％、Ni的质量分数小于0.002％、Zn的质量分数小于0.02％、Ti的质量分数小于0.008％、B的质量分数小于3×10^‑4％、Cd的质量分数小于3×10^‑4％、Li的质量分数小于6×10^‑4％和余量为Al称取高纯铝锭、中间合金Al‑Si、中间合金Al‑Cu和金属Mg；二、熔炼：首先进行熔炼纯铝洗炉，再将步骤一称取的高纯铝锭、中间合金Al‑Si和中间合金Al‑Cu依次加入电阻反射炉中，电阻反射炉开始升温，当电阻反射炉内温度上升至700～720℃时加入步骤一称取的金属Mg，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂后得到合金熔体；所述熔剂的加入量为2kg/t；三、精炼铸造：将步骤二得到的合金熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向合金熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后合金熔体，将静置炉中得到的精炼后合金熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后合金熔体的液面与流盘内精炼后合金熔体的液面处于在同一水平面，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，即得到核反应堆用铝合金空心铸锭；步骤二中所述的熔炼纯铝洗炉具体操作如下：①、涂料：将操作过程中与铝液接触工具涂一层TiO₂，包括取样勺、搅拌用的耙子、流管、钎子和控制阀；②、将纯铝锭加入电阻反射炉中，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂Ⅰ后得到纯铝熔体；所述熔剂Ⅰ的加入量为2kg/t；将纯铝熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向合金熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后纯铝熔体，将静置炉中得到的精炼后纯铝熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后纯铝熔体的液面与流盘内精炼后纯铝熔体的液面处于在同一水平，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，得到纯铝铸锭；③、重复步骤②操作9～14次；④、将低硼铝锭加入电阻反射炉中，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂Ⅱ后得到低硼铝熔体；所述熔剂Ⅱ的加入量为2kg/t；将低硼铝熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向低硼铝熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后低硼铝熔体，将静置炉中得到的精炼后低硼铝熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后低硼铝熔体的液面与流盘内精炼后低硼铝熔体的液面处于在同一水平面，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08MPa～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，得到低硼铝铸锭，即完成熔炼纯铝洗炉；步骤②中所述的纯铝锭为纯度为99.7％的铝锭；步骤④中所述的低硼铝锭为纯度为99.7％的铝锭，且低硼铝锭中B的质量分数小于1×10^‑4％；步骤②中向纯铝熔体中以气体速率为0.15m³/min～0.20m³/min通入氩气，在温度为710～730℃和氩气气体速率为0.15m³/min～0.20m³/min条件下精炼10min～15min；步骤④中向低硼铝熔体中以气体速率为0.15m³/min～0.20m³/min通入氩气，在温度为710～730℃和氩气气体速率为0.15m³/min～0.20m³/min条件下精炼10min～15min；步骤②中所述的熔剂Ⅰ由KCl、NaCl和Na₃AlF₆混合而成；且所述的熔剂Ⅰ中KCl的质量分数为45％，NaCl的质量分数为30％，Na₃AlF₆的质量分数为25％；步骤④中所述的熔剂Ⅱ由KCl、NaCl和Na₃AlF₆混合而成；且所述的熔剂Ⅱ中KCl的质量分数为45％，NaCl的质量分数为30％，Na₃AlF₆的质量分数为25％。