刘平平，刘晓宁

（1.天水师范学院 机电与汽车工程学院，甘肃 天水 741000 ；2.国核宝钛钛业股份公司，陕西 宝鸡 721013）

近几年，随着我国核电产业的迅速发展，对于核级钛材燃料组件的需求高速增长，而组成核燃料组件的核级钛材——管、棒、带材等是通过海绵钛添加合金元素后熔炼成钛合金铸锭，再经过锻造、挤压、轧制等塑性加工而成[1]。

目前，核级钛材铸锭工业化生产主要采用真空自耗电弧炉（简称VAR）熔炼。VAR熔炼在水冷铜坩埚中凝固成铸锭。坩埚作为真空电弧炉的重要部件，其安全运行至关重要。然而，在核级钛材铸锭工业化生产中，由于采用不合理的坩埚比、电极块掉块、原料中杂质含量较高等等因素，常常会有自耗电极与坩埚起边弧、爬弧等现象，造成击伤坩埚内壁，严重时也可能击穿坩埚造成严重的安全事故[2]。因此，针对此类问题，制定相应的措施，从而提供高质量的核级钛材是核级钛材铸锭制造技术必须攻关的课题之一。

1 坩埚在VAR熔炼中的用途

真空电弧熔炼是利用电极和坩埚两极间电弧放电产生的高温做热源，将金属材料熔化，在坩埚内冷凝成锭的过程。作为真空自耗电弧炉核心部件的坩埚，是熔炼铸锭的结晶器。自耗电极在坩埚中熔炼时，进行着大量的热交换。当电弧发生异常而产生边弧（即自耗电极和铜坩埚之间产生的边弧）时，易损坏坩埚内壁或击穿坩埚。因此对坩埚的材质、形状、结构及冷却系统有严格的要求。核级钛材铸锭熔炼的坩埚采用纯铜材质，其导热性和导电性好，且不污染被熔化材料。……