（西部新锆核材料科技有限公司，西安 710299）

1 引言

锆合金主要应用于核燃料的包壳材料、压力管、活性区支撑部件和核燃料芯体等。锆合金具有较低的热中子吸收截面以及热中子反应堆中子经济性的优势，兼具优异的抗腐蚀性能、加工性能等特点，因此，锆合金是一种重要的战略材料[1～2]。此外，锆合金材料价格较高，在解决了锆合金材料国产化制造之后，产品的经济性也同样重要，因此，在生产制造中通过优化补缩工艺有效降低锆合金铸锭冒口深度，改善Fe元素在缩孔处的富集现象，从而提高铸锭成品率，产生良好的经济性。

锆合金铸锭熔炼是锆材加工工艺中的重要工序，熔炼过程基本可分为三个阶段，引弧建立熔池期、正常熔炼期和头部补缩期。当铸锭熔炼进入补缩期，如果突然结束熔炼熄灭电弧，则铸锭凝固时发生整体收缩而产生缩孔，该部位约在熔池深度的三分之一处，而一般正常熔炼的熔池深度大致相当于坩埚直径，此时铸锭的切头量较大。目前，国内核级锆材工程化应用中熔炼的锆合金铸锭直径基本在600mm～900mm，因此，减小铸锭头部缩孔深度能够减少铸锭切头量，提高铸锭成品率，有明显的经济效益。本文通过研究多支锆合金铸锭的补缩工艺，分析了电流、冷却条件、控制方式等参数对补缩工艺的影响，同时探讨缩孔位置处Fe元素偏析现象，对实际工业化生产具有指导意义。

2 实验方法

实验均选用核级海绵锆为原料，将海绵……