纯镍板/带材具有良好的耐腐蚀性、力学性能及可加工性能,广泛应用于化工、电子、石油天然气、食品、制药、电力、舰船等领域。目前国内纯镍板带材的传统生产工艺是首先利用真空感应熔炼或结合真空自耗电弧熔的方法将电解镍板熔炼成铸锭,然后开坯锻压成板坯,再经过轧制成为热轧/冷轧板带材。与国外先进水平相比,国内在纯镍板带材的工艺技术、装备水平、产品质量等方面相对落后,部分高性能、高精度产品主要依赖进口,而且受到国外制约。本论文期望借助在钛工业中广泛应用的电子束冷床先进熔炼技术和自主开发的单次冷床炉熔炼直接轧制成带卷技术,熔铸直接可轧的大规格纯镍扁锭,利用钢铁工业先进的轧制设备和技术优势,进行纯镍带材的单次冷床炉熔炼直接轧制成带研发,通过提高镍锭质量和缩短工艺流程(无需锻压/开坯过程),实现高品质纯镍带材的高效低成本制造。由于大规格纯镍扁锭的质量对后续纯镍带材的轧制工艺、显微组织和力学性能具有重要的影响,因而本文利用电子束冷床熔炼技术熔铸了大规格N6纯镍扁锭(6000mm × 1050mm × 210mm)研究了不同熔炼工艺参数(电子枪功率和拉锭速度匹配)对镍扁锭质量(表面缺陷、化学成分、元素偏析)的影响及机理,以及对后续热轧纯镍带材显微组织和力学性能的影响,获得以下研究结果：纯镍扁锭在电子束冷床炉熔炼过程中产生的主要表面缺陷有拉裂、皮下气孔、夹杂物、冷隔、折层和冷凝挂等,上述缺陷的形成与冷床熔炼区、溢流区和结晶器区的电子枪功率以及拉锭速度密切相关,通过协调各区域电子枪功率和选择适当拉锭速度可以明显提高扁锭表面质量。纯镍扁锭在电子束冷床炉熔炼过程中各区域电子枪功率选择与拉锭速度配合不当,会导致镍扁锭化学成分不均匀,碳和铁元素出现不同程度的偏析,进而影响到后续热轧纯镍带材的显微组织和力学性能(抗拉强度、伸长率)均衡性。扁锭中元素的偏析行为主要与各区域电子枪功率选择与拉锭速度配合不当引起的蒸发速率不均衡有关。实验结果表明,当冷床熔炼区域、溢流区域、结晶器区域的电子枪功率分别为720 kW、150 kW、360 kW,拉锭速度为5 mm/min时,电子束冷床熔炼的大规格镍扁锭表面缺陷较少、原料利用率最高、化学成分最均匀、元素偏析程度最小,而且后续热轧镍带卷组织中晶粒细小均匀、力学性能(抗拉强度、伸长率)均衡性最好。上述研究结果对高品质大规格纯镍扁锭的电子束冷床熔炼工艺优化及直接轧制成带卷技术开发具有重要的指导意义和参考价值,为高品质宽幅大卷重纯镍带材的高效低成本制造奠定了坚实的技术基础。