автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка и освоение технологии раскисления литейных сталей титаносодержащими прессованными псевдолигатурами

На правах рукописи

Янбаев Фатих Мискадесович

РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАСКИСЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТАЛЕЙ ТИТАНОСОДЕРЖАЩИМИ ПРЕССОВАННЫМИ ПСЕВДОЛИГАТУРАМИ

Специальность 05.16.04 — Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород — 2006

Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете (НГТУ).

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Тимофеев Г.И. Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Чернышев Е.А., НГТУ - кандидат технических наук Сенопапьннков В.М. ООО «Проммет»

Ведущая организация - ОАО "ГорьковскиЙ металлургический завод", г. Нижний Новгород

Защита диссертации состоится 2006 г. в «/5> час. в аудУЗСГНа

заседании ученого совета Д.212.165.07 в Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600, ГСП-41, г.Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24.

Ваш отзыв на автореферат, заверенный печатью организации, просим выслать по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного .совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан*^ 200 С Л..

Ученый секретарь диссертационного совета, . Доктор технических наук, профессор

В.А. Ульянов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы' - 1 ! :> -

Выплавка стали в индукционных, печах малЪй ёмкости, получила широкое распространение при производствест^ьного'литья.В большинстве случаев в этих агрегатах йСполй^етсзГ кислая" футеровка, а технологический процесс сводится к переплаву компонентов известного состава с последующим раскислением — предварительным (Мл, 81) и окончате льным( А1, силккокальцием, Тц РЗМ и др.). В условиях рыночных спконхени¿^наряду с техническими факторами, существеннуюп'рОЙь? в оптимизацией Технологии выплавки стали для литья играет стоимость раскнслнтеяей: В^абоФе предложен один из путей снижения стоимости, раЦйсЖ'Шей')МГ1 «¿снованный • на использовании в качестве исходных матери^йв*Ътаодй^гмйииностроЙ1йя,''6 частности стружки титановых сплавов (85-99%ТГ)Г; -^«"«-кт

Это определяет актуальность раббты пб1 разработке гс£ффёЙТивных, дешевых раскислителей и методов их ввода в расплав. Требдйанйё1 й вновь разрабатываемому раскисл етелЮЙожно'¿формул ироватьсЛедуюциК^ббразом -низкая стоимость .прй" не" меньшей, - чем 'у - сущесг№уй)щих' раскислителей эффективности. ¡Р^'этг

В настоящее время стружка титана в значительном количестве образуется на предприятиях оборонной отрасли. Эти отходы не'Применяются при плавке титановых сплавов. Использование для раскисления стали в ковше брикетов из стружки титановых сплавов не обеспечивает эффективности и "стабильности результатов. Это особенно ярко проявляется при выпуске стали из малых печей. Брикеты, имея малую; плотность и продолжительность, растворения, превышающую время наполнения ковша, всплывают на поверхность расплава и ошлаковываются. Обдирочная, «грубая» стружка применяется при выплавке ферротитана в индукционныххопечах. Использование ,; тонкой;-стружки, образующейся после чистовой обработвдаодеталей, для этих целей в связи со значительным её угаром и опасностью;Ж>спламененид в печи затруднительно, чем и определяется высокая стоимость додучаемого ферротитана. Применение этих отходов в качестве одного из компонентов комплексного раскислителя, без процесса сплавления позволит резко снизить потери титана в машиностроении и стоимость продукции. Поскольку известно, что наилучшие результаты по раскислению стали обеспечиваются при использовании титана совместно с алюминием, целесообразно в качестве" второго компонента раскислителя применить производственные отходы сплавов алюминия в виде стружки, В этом случае алюминий является и раскис^ ител ем и связующим материалом, значительно облегчающим процесс 'прессования брикета. Одновременно это позволит устранить основной недостаток, брикетов из титановой стружки - значительную продолжет^дюность в стали.

Брикет псевдолигатуры распадается по досттщейш^темпер^ алюминия. При этом в объем стали будут внесены дисперсные часйц^Титапа,

значительная поверхность контакта которых с расплавом обеспечит высокую скорость и эффективность раскисления.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИР Федерального агентства по образованию России, перечнем критических технологий, комплексными' 'договорами о сотрудничестве между НГТУ и ОАО Торьковский автомобильный завод" (ГАЗ), г. Нижний Новгород и заводскими йрограммаш по решению актуальных проблем литья.

Цель и задачи работы 1 Целью работы является разработка и освоение технологии раскисления литейных сталей, выплавленных в индукционных печах малой емкости тнтаносодержащими прессованными псевдолягатурами, изготовленными по предложенной в'работе'ресурсосберегающей и рациональной технологии использования титановых отходов в виде чистовой стружки.

Для достижения';цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи: ■ ,

• установить особенности технологии получения ферротитановых лигатур плавлением й термодинамические закономерности процесса раскисления сталей;

- «"провести термодинамический расчет оптимального соотношения титана и 'алюминия в комплексной псевдолигатуре;

Провести расчет необходимого количества псеядолигатуры для • ■'"' раскисления заданного объема стали на базе термодинамического ' анализа; ■ "" " •

• расчетным путем оценить скорость растворения частиц стружки титанового сплава в жидкой стали и определить допустимые размеры этих частиц;

• расчетным путем оценить геометрические размеры брикета; '' • разработать технологию изготовления псевдолигатуры;

А разработать технологию раскисления стали с помощью псевдолигатуры;

• провести промышленное опробование разработанной технологии и оценку качества литья, получаемого в условиях её применения.

Научная новизна

• на основе термодинамического анализа определены оптимальные соотношения,тщана и алюминия в комплексной лигатуре;

• проведенные физико-химические расчеты позволили определить равновесную концентрацию кислорода в расплаве стали при раскислении псевдолигатурой с учетом сопутствующих реакций: взаимодействие

л, титана с кислородом, азотом и углеродом; взаимодействие алюминия с кислородом и азотом; ■ -------

5 v - . "

• на основе изучения механизма массопередачи определены оптимальные размеры частиц стружки р псевдолигатуре, обеспечивающие полное растворение титана при раскислении стали, выплавленной в дсчах'малой емкости;

• путем решения задачи теплопроводности, разработана методика расчета геометрических размеров брикета псевдолигатуры.

Практическая ценность

• разработан технологический процесс изготовления комплексного раскислителя в виде брикета, изготовленного методом прессования, с использованием в качестве шихты измельченной стружки титановых и алюминиевых сплавов. Технология позволяет утилизировать отходы и

■ :v практически полностью исключить угар компонентов, имеющий место

- при изготовлении лигатур методом «плавления; ,

• опробован в производстве, разработанный соискателем технологический процесс раскисления стали марки 40J1, выплавленной в индукционных печах малой емкости с кислой футеровкой. Обеспечено качественное раскисление стали, получение более благоприятной структуры,^ также повышение механических свойств стали. Ожидаемый экономический эффект по литейному цеху ОАО "ГАЗ" составил 350 руб. на одну тонну годного лнтья. .

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на двух Международных конференциях; "Роль науки, новой техники и технологий- в экономическом развитии регионрв'Чг. Хабаровска, "Нелинейная динамика и прикладная синергетика" г. Комсомольска-на-Амуре и трех Межвузовских Региональных научно-технических конференциях и семинарах, г. Н. Новгорода.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе в центральных изданиях. Получен патент РФ на изобретение.

Структура it объем диссертации

Работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 125 наименований й приложений. Диссертация содержит 150 страниц машинописного текста, 24 рисунка и 27 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ...введении обосновывается актуальность данной работы для современной теории и практикилитьяу сформулированы > цель неосновные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ технологии выплавки электростали в индукционных тигельных печах малой емкости с кислой футеровкой, получившей широкое применение в цехах литья по выплавляемым моделям. Рассмотрены этапы плавки, а также преимущества и недостатки выплавки стали я родобных агрегатах. Подробно рассмотрен процесс осаждающего раскиздения (способы, элементы-раскислители, комплексное раскисление), а также . .технологические особенности, возникающие при проведении этой операции. По. .литературным данным приведены интервалы значений остаточного содержания различных элементов-раскислителей (РЗМ, Мл, Т1, А1 и др.) в низкоуглеродистой стали марки 40Л, обеспечивающие наилучшие механические свойства сплава. Так концентрация остаточного титана составляет 0,02-0,04 %, а концентрация остаточного алюминия - 0,03-0,06 %.

Рассмотрены основные термодинамические положения раскисления стали титаном, ■ алюминием, РЗМ и^ другими элементами. Приведена раскислнтельная способность этих элементов при их введении в расплав стали по отдельности. Выяснено, что титан является одним из эффективных раскислителей стали.

Приведены типы включений образующиеся в расплаве после раскисления, размеры неметаллических включений (НМВ), их плотность и конфигурация, а также величины углов смачивания продуктов реакции раскисления. Определено влияние различных НМВ на механические свойства стали. Выяснено, что основная марса. НМВГ встречающаяся в твердой стали, Принадлежит к классу .эндогенных, образующихся в результате сложных физико-химических процессов в жидком, затвердевающем и твердом металле.

Рассмотрены. методы производства комплексных лигатур, в том числе получаемых прессованием исходных материалов (псевдосплавов). Известно, что псевдолигатуры успешно используются в производстве сплавов на алюминиевой основе. В главе показана перспективность применения тятаносодержащей прессованной псевдолигатуры, изготовляемой из отходов титановых сплавов" в виде стружки при' производстве стали в малых индукционных печах. Также показаны преимущества: и экономичность прессового способа по сравнению с традиционными — сплавлением и алюмотермическим способом.

Проведенный анализ литературы и ознакомление с практическим опытом производства, показали — вопросы комплексного раскисления и механизма глобуляризйцн и включений изучены не достаточно. Поэтому большой практический интерес представляют исследования по разработке рациональной технологии комплексного раскисления и её влияния на механические свойства стали.

В заключение главы ставятся задачи исследования и обосновываются пути их решения.

Во второй главе приводятся результаты теоретического исследования процесса раскисления стали 40Л титаносодержащей Псевдолигатурой|, на основе термодинамического анализа. Осуществлен выбор и расчет основных параметров процесса раскисления ( а- активности элементов-раскислителей, продуктов реакций взаимодействия, К„- константы равновесия, /"коэффициента активности), их значения приведены в таблице 1.

В работе представлены химические реакции взаимодействия титана и , . алюминия с кислородом стали. По-этим реакциям рассчитано необходимое количество раскислителя.

При исследовании термодинамики раскисления стали важно определить влияние концентрации элемента-раскислителя /на со держание и активность растворенного в металле кислорода. Псевдолигатура содержит два сильных раскислителя, отношение которых в ее составе не одинаково.

Таблица I Значения основных параметров процесса раскисления

Соединение < сг:-'!- Значения параметров . , ч

ап Ом : кн

тьо5 1,5М0"! - 0,684 | 1,81910"15

ПЫ 4,37-Ю'1 - 0,714 7 1 1,28-10"'

тю 1,11-10-' • : 0,827 !

А12ОЗ - 4,07-10"' 0,641 9,45-10"16

А1Ы .2,32-10"2 0,672 4,909-1 О*4

В работе проведены термодинамические расчеты по определению раскислительной способности титана и алюминия-стали марки 40Л, при условии их совместного ввода (раскисление псевдолигатурой), результаты которых приведены нй* рисунке Г. Проведенные физико-химические расчеты показали, что из-за неодинакового влияния компонентов стали марки 40Л на коэффициент активности К11слорода,титан имеет меньшее химическое сродство к кислороду, чем-алюминий," а следовательно и меньшую раскислительную способность. Дополнительно 'были проведены расчеты раскислительной способности брикетов псевдолигатуры различных составов и различного содержания в массе раскисляемого расплава стали марки :40Л, результаты приведены на рисунке 1. ,, ^"...,

Проведен расчет, равновесной концентраций кислорода в расплаве стали при заданных содержаниях титана и алюминия по следящим выражениям кон^т^т химического равновесия для реакций:. . " , '

- ШШоТ/о

■ - V

а

Л7ВД I

Совместное решение уравнений в системе (1) имеет следующий вид; . \%тЩ'У [%оГ+[%А1]Ч/-У [%оГ =0 -

1ВД

"'А

(2)

По данным решения уравнения (2) построен график зависимости концентрации остаточного " кислорода в стали от процентного содержания брикетов псевдорлигатуры в шссе раскисляемого металла и от содержания титана и алюминия в брикете раскислителе (рисунок 1)._

ОДС5 0,0045 ^ 0.000 ч 0,0035

00025 0.002

г 1

| 0.0015 ^ 0.001 0.0005 0

0,1 .1

4

о.к

0,18

50 11 71 «8 65 « к 53 50

Г 10 И )£ 1» Я » Ю 44 41 Д1

Маковые доли птшя н алюминия в бртксте пепдмшгацти, V»

Рисунок 1 — Зависимость концентрации остаточного кислорода в стали от процентного содержания брикетов псевдорлигатуры в массе расселяемого металла и от содержания титана и алюминия в брикете раскислителе.

* кривые 0,12; 0.14; 0,16; 0,18 — процентное содержание брикетов псевдолигатуры в зависимости от массы раскисляемого металла;

Анализируя данные, представленные на рисунке 1 видно, что с увеличением содержания в брикете алюминия увеличивается раскислительная способность псевдолйгатуры. В работе установлено, что оптимальными для псевдолигатуры являются составы, в которых используется 60 - 70 % титана и 37 - 27 % алюминия. Эти составы обеспечивают качественное раскисление и способствуют оптимальным технологическим показателям по переработке стружки титановых сплавов. Кроме того, данные составы удовлетворяют рекомендациям, приведенным в литературе, обеспечивая качественное раскисЛение и высокие механические свойства металла. В главе показано, что при малом содержании алюминия (менее 37 - .27 ■,%)' брикет-.обладает невысокими прочностными свойствами (рассыпается при-транспортировке -Глава 4). При высоком содержании алюминия в брикете он выполняет основную работу по раскислению, поэтому введение титана в состав брикета в этом случае - лишено смысла (цель - переработать титановую стружку).

По этим соображениям в главе окончательно установлен состав псевдолигатуры: "Л - 70%; А1 — 27%; намол - 3 %. Для подобранного состава проведен физико-химический" расчет необходимого количества комплексной псевдолигатуры для окончательного раскисления стали марки 40Л.

Анализ показал, что: титан интенсивно взаимодействует с азотом и углеродом; алюминий интенсивно ^взаимодействует; с азотом,- В работе приведены возможные концентрации газов кислорода и азота в стали марки,40 Л. На основании этого произведен .термодинамический расчет равновесного содержания псевдолигатуры н. газоа- гэ?-расплаве .стали. Построены две расчетные системы уравнений: ТьО-К-С система (3); А1-(Ж система(4).

Приведены константы равновесия для реакций взаимодействия титана с кислородом, азотом и углеродом:

" • „ _ [%7гГ[%0]'/0" ■ ■ V

Лад---^ , . -V

■ "-Ш '

, ■ - ат . г ■ -I ..I (3)

■ ; [%п\%с\г? ' ' —

ЛГ(С

«г.с V ■

\ ■ '

В главе приведены константы равновесия для реакций взаимодействия

алюминия с кислородом и азотом: С .

ii-Л I

"'¡о. . 1,

= [%Al\%N\fNA' аш

ам,о, + а*т = 1 .

алт ■ (4)

Совместным решением систем уравнений (3 и 4) является выражение для определения остаточного содержания кислорода в расплаве стали в зависимости от количества вводимой псевдолигатуры:

V, KjjyKjjç ' ^/(/«V /

(5)

В уравнении (5) количество титана и алюминия вводимого в расплав устанавливается изначально и имеет строго определенное значение. Концентрации азота и углерода в расчете используются только для повышения степени точности производимого расчёта. Поэтому значения содержания этих элементов ¿¿начально берутся по верхнему пределу от реального (приведены в работе). Таким образом,, установив ограничения для уравнения (5) можно определить концентрацию остаточного кислорода при введении заданного количества псевдолигатуры, В работе рассчитано равновесное остаточное содержание кислорода в стали при фиксированном содержании элементов-раскнслителей (титана и алюминия), а также азота и углерода. Расчетные значения равновесного содержания кислорода приведены в таблице 2.

Массовая доля Концентрация элементов стали, % Содержание элементов в

псевдолигатуры псевдолигатуре, %

в стали,% Кислород Азот Углерод Титан Алюминий

0,125 0,000(2»

0,132 0,000190

0,140 0,000177

0,147 0,000163

0,155 0,000150

0,162 " 0,000142 0,07 0,05 70' 27

0,170 0,000134

0,177 0,000126

0,185 0,000120

0,192 0,000115

0,200 0,000110

Анализируя расчетные значения, приведенные в таблице выяснено, что для обеспечения гарантированного содержания кислорода в стали на уровне 0,03 % (производственное требование), достаточно введения 0,125% псевдолигатуры (теоретически). Практически необходимо введение 0,18% псевдолигатуры — Глава 5. Разница («30%) между теоретическими и-практическими значениями объясняется многообразием и сложностью процессов, происходящих при раскислении которые невозможно учесть теоретически.

Третья глава - посвящена исследованию процесса нагрева брикета псевдолигатуры и кинетике растворения зерен титана в стали. Экспериментально определены теплофизические свойства брикета псевдолигатуры (Л - коэффициент теплопроводности, С - удельная теплоемкость, а - температуропроводность).

Во время лабораторных исследований (на базе НГТУ и ЭИЛ ОАО "ГАЗ") для процесса раскисления стали, выплавленной в малых индукционных печах были определены основные технологические условия применения брикета: Т -температура расплава, 1600 °С; г„ - время от момента выпуска стали из печи в литейный ковш до начала заливки формы, примерно 40 секунд. За время т„ должны произойти все процессы от начала расплавления связки (алюминиевой составляющей брикета) с высвобождением дисперсных частиц титана до завершения процесса полного раскисления стали. . ¡Расплавление связки и полное растворение дисперсных частиц титана должны произойти за минимальное время, много меньшее чем гл. Только в этом случае раскисление эффективно. На время расплавления связки влияют геометрические размеры брикета (диаметр), а на скорость растворения дисперсных частиц титана -гранулометрический состав его компонентов. Геометрические размеры и гранулометрический состав брикета имеют важное значение' при раскислении стали, выплавленной в индукционных печах'-малой -емкости. 'Это связано с небольшой длительностью технологического периода'

Решена тепловая задача прогрева брикета в расплаве. В основе решения лежит дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье с учетом внутренних источников теплоты:

дт Ср• • • •• (Ь)

где: - скорость охлаждения, гР°д/; а - температуропроводность

ОТ. ' с ■■■■■■-'- V.;.

брикета,^; V1- оператор Лапласа; Т - температура среды, К; а - мощность внутренних источников, я®^,; С теплоемкость внутреннего источника теплоты, Р - плотность" внутреннего источника теплоты,

Начальные н граничные условия:

Т(Х,у,2,0) = Тй = СОП51 • +а[Тп(т)-Тс(т)] = 0\

>авнения (6

м

Л?)

<■„■ Решение дифференциального уравнения (6) с учетом начальных и граничных условий имеет вид: ^ - :

: х ро Тс~тъ Р4

хехр(—АЛЛ))-

. (8)

' где: ©-относительная, избыточная температура;

Т(г.т) - температура в заданной точке, в заданное время (искомая

температура), °С; Г0 — начальная температура брикета, 20 °С; 1

Тс - температура среды, °С; ' а /

Ро - критерий Померанцева; .., ..,, - . ,

- критерий IГредводителеса; '*

Ш - критерий Бйо; ,

• . ./"Л' -'.'..^л

¿о - функция Бесселя нулевого порядка первого рода; J] - функция Бесселя, рервого порядка первого рода; г - радиус, искомой точки, л<; , , -! ;,

, . Д- радиус, брикета, м; .. . <

И. - эмпирический коэффициент; ; -л ■ ■ -'■■ ьч Решением уравнения (8) является температурное поле прогрева брикета в зависимости от времени и координаты (радиуса брикета). Расчетные данные представлены на рисунке 2.

1тоо р- 1600 | 1500 1 1100 « 1300 11200 I 1100 е юоо £, 900 1 800 £ 700 , 600

В ■ ! Л Сц

г.о

1.0

V

0Л2

0 4 V 11 14,5 13 21.? 25 Р*сстбкни* от центра еримта до поверхности, мм

Рисунок 2 — Температурное поле в объеме брикета

Из данных рисунка 2 видно, что нет необходимости варьировать геометрические размеры брикета в зависимости' от объема раскисляемого металла. Поскольку через 0,72 секунды при условии сохранения компактности брикета температура центра достигнет 700 °С. Алюминиевая составляющая (связка) гарантированно расплавится, а дисперсные частицы титана высвободятся в объем раскисляемой стали. Таким образом, геометрические размеры брикета не зависят от объема раскисляемой стали. О технологической точки зрения для раскисления оптимальным является брикет диаметром 50мм и высотой 20 - 50 мм.

Решена диффузионная задача растворения титана, в объеме расплава стали, позволяющая определить геометрические размеры частиц титана в брикете.

Скорость растворения частиц титана определена по выражению:

ат ! ;<

где: М-масса растворенного металла, кг^ *,

Г - время процесса растворения, с; V * *

Е — площадь поверхности раздела между твердым и жидким металлом,м2;

Кт —коэффициентмассопередачи, *>/;

С, — концентрация насыщения у поверхности раздела,1;

С/, — концентрация растворяемого метала в основной массе раствора,, . ] г .; .

Коэффициент массопередачи зависит от коэффициентами ффузин IXм/ ) и величины диффузионного слоя 8 (¿и)

„ о ... "'""■

Кт (10)

Повышение температуры жидкого металла вызывает быстрый рост коэффициента диффузии. Частица титана имеет температуру плавления выше расплава стали. Время прогрева такой частицы до температуры плавления стали 1600 °С предельно мало (г 0). Поэтому растворение титана будет зависеть только от диффузионного слоя, величина которого напрямую связана с режимом движения расплава в ковше. Далее в работе установлен режим движения расплава и оценено его значение (режим — турбулентный Ке=4720, скорость потока — 0,075 ^).

Решение дифференциального уравнения (9) относительно времени растворения имеет вид: М

т —

(11)

Расчетом были получены, максимальные значения размеров частиц титана, а также определено время растворения этой частицы, значения сведены в таблицу 3: . .

Таблица ^Продолжительность растворения частиц титана различных

Название Обозначение Размерность Значение

Л 2 3 4

Масса растворяемого вещества (титана) М кг 0,1

Для частиц титана размером — 1 мм

Продолжительность растворения титана . г ■ ■ с 5,71

Для частиц титана размером — 1,5 мм

Продолжите л ьность растворения титана Г с 6,4

Для частиц титана размером - 2,5 мм

Продолжительность растворения титана т с 6,82

Анализируя полученные расчетные данные, приведенные в таблице 3 видно, что время растворения 0,1 кг дисперсных частиц титана в расплаве стали при различном гранулометрическом составе (от 1 мм до 2,5 мм) примерно одинаково и составляет от 5,71 до 6,82 сек. Учитывая трудоемкость получения частиц размером < 1 мм, можно сделать вывод: брикет псевдолигатуры можно изготавливать из частиц до 2,5 мм без ущерба процессу раскисления. При этом снижается трудоемкость получения измельченных гранул, а также сокращаются потери титана в виде просыпи и пыли.

В четвертой, главе- подробно сформулированы требования к брикетам псевдолигатуры, рассмотрены вопросы приготовления материалов, составляющий шихту и приведена технология изготовления раскислителя.

Изготовление .псевдолигатур предполагает выполнение операций размола, смешивания' и прессования. Сложность происходящих при прессовании явлений делает необходимым проведение специальных операций по подготовке шихтовых материалов к последующему прессованию. Кроме того, требуется 'отработка каждой операции' 'технологической ' схемы* приготовления брикета псевдолигатурьь "'

Разработанной технологии изготовления псевдолигатуры' предшествовали исследовательские работы.

Исследовательская часть проведена на базе лабораторий НГТУ^ Разработана технологическая схема изготовления брикетов псевдолигатуры. Данная схема включает в себя полную взаимосвязанную цепочку технологических операций, начиная от приготовления дисперсных порошков и заканчивая получением готового изделия. Проводилась, отработка и исследование каждого звена технологической цепочки изготовления брикетов.

■ .■;' . ...r-j;■...■ ■; -iju «¡-.а ..

Рисунок 3 -^Технологическая схема приготовления брикета псе вд о лигатуры

■■■■.' .-L •-• . .jtj > ■ ■ ; . ' ' ;■■■■■■■

Результатом исследовательской'части является технологическая схема изготовления брикетов раскислителя (рисунок 3). Брикет псевдолигатуры многокомпонентное изделие. В его состав входят двд основных компонента -титан и алюминий. Во второй главе был подобран оптимальный состав брикета псевдолигатуры. Поэтому основу брикета составляет титан, алюминий используются как связующий материал для связывания компонентов псевдолигатуры в компактное и прочное изделие.

Подготовленная к производству _ стружка должна быть сыпучей и заданного гранулометрического состава. Поэтому, все виды стружек подвергаются измельчению в специальных агрегатах. Измельченная стружка проходит комплекс мер по ее очистке.. Необходимость этой операции вызвана тем, что исходными шихтовыми материалами являются отходы механических производств; поэтому стружка содержит в себе различные включения (земля, наждачная пыль, смазка и др.).

Было подобрано оборудование для качественного и стабильного измельчения всех видов стружки. Одновременно с этим проводилось исследование по времени измельчения различных видов стружки в. мельницах для получения максимального выхода годного. В работе было, подобрано оборудование для полной очистки измельченной стружки от различных включений и влаги.

В третьей главе работы определен оптимальный диаметр брикета псевдолигатуры. По расчетным' данным была изготовлена пресс-форма и выбрано прессовое: оборудование. Пресс-форма позволяет "Изготавливать брикеты высотой 20, 35 и 50 мм при фиксированном диаметре. Массы брикетов: 20 мм - 50 г, 35 мм - 150 г, 50 мм - 300г. Брикеты различной массы необходимы для точного дозирования необходимого количества псевдолигатуры в зависимости от объема раскисляемой стали.

К брикетам псевдолигатуры предъявляются требования, механической прочности в пределах величин, достаточных для предупреждения разрушения и осыпаемости при транспортировке и вводе в расплав. Типы и марки оборудования приведены в работе, технологическая схема изготовления брикета приведена на рисунке 3. На способ приготовления псевдолигатуры получен ПАТЕНТ РФ №2241059.

В пятой главе разработана технология раскисления стали с помощью прессованной псевдолигатуры. Представлена последовательность процессов поведения брикета псевдолигатуры в расплаве стали при раскислении. Проведенные эксперименты показали положительные результаты поведения раскислителя при различных способах его введения в ковш. Раскислитель можно располагать как на дне ковша непосредственно перед выпуском стали, так и присаживать в струю металла. В работе подробно описаны результаты лабораторных исследований (проведенных в НГТУ и ЭИЛ ОАО "ГАЗ") и промышленного опробования. Проведен сравнительный анализ раскисления стали по двум технологиям: экспериментальной (фото 4.1.,4.2.)-

титаносодержащая псевдолигатура; базовая (фото 4.3..4.4.) - РЗМ + алюминий вторичный.

Б результате испытаний псевдолигатуры был отмечен положительный эффект влияния раскислителя на структуру и механические свойства стали, а именно повышение пластических свойств: относительное удлинение возросло на 16 %, относительное сужение возросло на 17 %. Улучшение механических свойств объясняется действием карбидов и нитридов титана и алюминия, которые были определены и, исследованы в лабораторных условиях НГТУ и

ц; • ВК^НИнВпВКаЬюН

Структура стали марки 40Л без термообработки (экспериментальная технология) х 100 Структура стали марки 40Л термообработанная (экспериментальная технология) х 100

4.1 4.2

Щ

Структура стали марки 40Л без термообработки (базовая технология) х 100 Структура стали марки 40Л термообработанная (базовая технология)х 100

4.3 4.4

Рисунок 4 Микроструктуры раскисленной стали по различным технологиям

: '...у МГ- 18

Нитриды имеют высокую температуру плавления, а параметры кристаллической решетки близки к параметрам кристаллической решетки основного 'металла.. Таюдля оксикарбида и монокарбида разница параметров составляет-=* 17 %,-а нитрид титана имеет расхождение » 38 %. Нитрид алюминия имеет расхождение ~ 27 %. Однако, как известно нитрид образует на своей поверхности эвтектику, которая делит матрицу сплава на блоки за с^ет полей напряжений. вокруг них, препятствуя движений" дислокаций и способствуя их _ зарождению, что повышает предельное напряжение разрушения. Таким-образом, включения образованные титаном и алюминием являются для* стали модификаторами второго рода, которые измельчают структуру сплава как это видно на рисунке 4.1, 4.2 по сравнению с базовой технологией раскисления (рисунок 4.3, 4.4.). Именно этим объясняется повышение пластических свойств стали. - ; ,

В шестой главе приведены результаты промышленного опробования и освоения разработанньпс технологий на ОАО "ГАЗ",

Анализ качества стали отливок ¡показал хорошую степень раскисления расплава, а также повышение механических свойств отливок; , относительное удлинение возрослоДна 16%, относительное ' 'ужение возросло на 17%. Ожидаемый , экономический-^ эффект ' при применении • -?щУад6содержащей псевдолигатуры составит 350 рублей на одну тонну годного литья.

■ ' N IV' ■* :ХГ'> ' .

' г£г; 1- % ■■■ . г ' ,

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ !

1. Проведенный аналитический обзор имеющейся информации по технологии раскисления сталей, выплавляемой в литейных цехах в печах малой емкости и проблемам переработки титановых отходов показывает, что по-

прежнему актуальными остаются задачи;

• разработки простых, малозатратных технологий ^изготовления раскислителей из дешевых и доступных материалов конкурентоспособных в рампах современной экономической среды; ч-'У*??.'1-1'

• использования; ^эт^одрв, титановых сплавов в виде», стружки в те^нЩбг^ескИ^^епОдаах, позволяющих минимизировать потери титана. |

2. РаздтеотачаЛ малозатратная технология • изготовления комплексного

в вВД^. пс.евдо лигатуры путем;Д.прес^оМния: изм ёльч ен ной стр^жад/ полностью исключающая угар титана при производстве, что позволяет рационально использовать титановые отходы в виде чистовой стружки с минимальными потерями.

3. Проведен термодинамический расчет раскис лиге льной. способности псевдолигатуры в зависимости от процентного содержания брикетов псевдорлигатуры в массе раскисляемого металла и от содержания титана и алюминия в брикете раскислнтеле. Определено оптимальное содержание титана и алюминия в комплексной псевдолигатуре: "П — 70%, А1 - 27%, намол — 3%. -

4. Выполнен физико-химический расчет процесса раскисления стали, позволяющий учесть сопутствующие процессы взаимодействия титана и алюминия в расплаве стали с другими компонентами. Построены две системы уравнений и по ним рассчитано необходимое содержание псевдолигатуры (0,125%) для качественного раскисления стали 40 Л.

5. Решена диффузионная задача процесса растворения частиц титана в расплаве стали, позволяющая оценить скорость растворения и гранулометрический состав частиц. Процесс растворения не превышает 7 с при максимальном размере частиц 2,5 мм, что подтверждено опытным путем.

6. Решена тепловая задача процесса прогрева брикета в расплаве стали, позволившая определить;

* оптимальные геометрические размеры брикета псевдолигатуры: , диаметр - 50 мм, высота—20 - 50 мм;

* время полного распада брикета на дисперсные частицы титана в расплаве стали составляет я 0,72сек.

7. Для разработанной технологии изготовления комплексной псевдолнгатуры — выбрано оборудование, опытным путем подобраны оптимальные технологические режимы процесса изготовления псевдолигатуры.

8. Разработана и изготовлена пресс-форма, позволяющая изготавливать брикеты псевдолигатуры фиксированного оптимального диаметра 50 мм, различной высоты и массы: 20 мм — 50г, 35 мм - 150г, 50 мм — ЗООг для точного дозирования необходимого количества псевдолигатуры в зависимости от объема раскисляемой стали.

9. Разработана технология раскисления стали, выплавленной в индукционных печах малой емкости титаносодержащей псевдолигатурой, обеспечивающая качественное раскисление стали и получение более благоприятной структуры металла. Опытным путем выяснено оптимальное содержание псевдолигатуры в стали — 0,18%. Выяснены и объяснены причины расхождения теоретических и практических данных по содержанию псевдолигатуры в стали: теоретически -0,125%, практически -0,18%,разница <=30%.

10.Промышленное опробование предлагаемой технологии на предприятии показало положительный результат:

* на ОАО "ГАЗ" при плавке стали в печах ИСТ — 016/250 обеспечено качественное раскисление стали, обеспечивающее получение более благоприятной структуры и повышение механических свойств стали: относительное удлинение возросло на 16%, относительное сужение возросло на 17%. Экономический эффект составил 350 тыс. руб/год;

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Янбаев Ф.М. Технология изготовления и применения псевдолигатуры, содержащей титан для раскисления сталей // Будущее технической науки нижегородского региона. НЛовгород, 2003. С 160.

2. Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Саубанов М.Н., Лнбаев Ф.М. Технология производства и применения титанооодержащнх псевдолигатур для раскисления стали // Нелинейная динамика и прикладная синергетика. Комсомольск-на-Амуре, 2003. С 137-139.

3. Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Янбаев Ф.М. Легирование, раскисление и модифицирование литейных сплавов прессованными порошковыми псевдолигатурами// Литейное производство. 2003 № 11. С 6-8.

4. Тимофеев Г.И., Янбаев Ф.М. Механизм и кинетика растворения порошковой титаносодержащей псевдолигатуры в стали // Материаловедение и металлургия. НЛовгород, 2004. С 44-46.

5. Чеберяк О.И., Тимофеев Г.И., Янбаев Ф.М. Механизмы формирования структур в псевдолигатурах // Материаловедение и металлургия. Н.Новгород, 2005. С 80-83.

6. Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Янбаев Ф.М. Технология модифицирования, раскисления н легирования литейных сплавов прессованными порошковыми псевдолигатурами //Хабаровск. 2003. С 290-291.

7. Патент РФ 2241059 Способ приготовления лигатуры для раскисления стали / Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Янбаев Ф.М., Колпаков А.А., Матвеичев Л.П., Мнтенкова Л.П., 2004.

Подписано в печать 17.10.2006. Формат 60 х 84 Vie-Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 776.

Нижегородский государственный технический университет. Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. К. Минина, 24.

Введение.

Глава I. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Термодинамические закономерности раскисления стали и сопутствующие явления.

1.2. Особенности плавки стали в индукционных печах малой емкости.

1.3. Окончательное раскисление стали, элементы-раскислители, комплексное раскисление.

1.4. Особенности технологии получения титаносодержащих лигатур.

Выводы и задачи исследования.

Глава II. Термодинамический анализ выбора состава и расчет количества раскислителя.

2.1. Определение термодинамических величин процесса раскисления.

2.2. Обоснование выбора оптимального химического состава псевдолигатуры на базе физико-химических закономерностей.

2.3. Расчет необходимого количества комплексной псевдолигатуры для раскисления стали.

Выводы по главе.

Глава III. Исследование процессов нагрева брикетов псевдолигатуры и кинетики растворения зерен титана.

3.1. Экспериментальное определение теплофизических свойств брикетов псевдолигатуры.

3.1.1 Плотность.

3.1.2 Пористость.

3.1.3 Теплофизические свойства.

3.2. Анализ процесса нагрева брикета псевдолигатуры.

3.3. Растворение титана в расплаве стали.

Выводы по главе.

Глава IV. Разработка технологии изготовления титаносодержащей прессованной псевдолигатуры.

4.1. Технологическая схема подготовки материалов, составляющих псевдолигатуру из отходов стружки.

4.1.1 Предварительная обработка шихтовых материалов.

4.1.2 Приготовление дисперсных частиц.

4.1.3 Рассев дисперсных частиц.

4.1.4 Смешивание шихты.

4.1.5 Дозировка шихты.

4.2. Выбор режимов прессования брикетов псевдолигатуры.

4.3. Технологическая схема приготовления прессованных псевдолигатур.

4.4 Подбор оборудования в условиях базового предприятия.

Выводы по главе.

Глава V. Технология раскисления сталей титаносодержащимн псевдолигатурами.

5.1. Технологические схемы раскисления стали псевдолигатурой.

5.2. Технологические параметры процесса раскисления стали титаносодержащей псевдолигатурой.

5.3. Сравнительный анализ разработанной и базовой технологий раскисления стали, выплавленной в индукционных печах малой емкости.

5.4 Модифицирующее действие псевдолигатуры

Ti-Al на свойства стали.

Выводы по главе.

Глава VI. Технико-экономический анализ результатов работы и перспективы применения.

Выводы по главе.

Выплавка стали в индукционных печах малой емкости, получила широкое распространение при производстве стального литья. В большинстве случаев в этих агрегатах используется кислая футеровка, имеющая примерно в два раза большую стойкость и меньшую стоимость по сравнению с основной. Технологический процесс в таких индукционных печах, сводится к переплаву компонентов известного состава с последующим раскислением -предварительным (марганцем и кремнием) и окончательным(А1, силикокальцием, Ti, РЗМ и др.).

Раскисление - сложный и многофакторный процесс, изменяющий природу жидкой и твердой стали, формирующий ее структуру и свойства. Основной задачей этого процесса является удаление из металла кислорода. В условиях плавки в кислых индукционных печах, при отсутствии рафинирующего действия шлака, именно этот процесс определяет содержание газов и неметаллических включений в стали, а следовательно и качество стального литья. Основными материалами для окончательного раскисления стали являются дорогостоящие металлы, имеющие высокое сродство к кислороду и сплавы - лигатуры на их основе. Наряду с техническими факторами существенную роль в оптимизации технологии выплавки стали для литья играет стоимость раскислителей, которая определяет актуальность разработки эффективных, дешевых раскислителей и методов их ввода в расплав с минимальными потерями. Многочисленные исследования, проводимые в России и за рубежом, направлены на изыскание более совершенных и экономически выгодных методов раскисления сталей. Основные направления этих работ - разработка эффективных и дешевых комплексных раскислителей, методов их ввода, определение последовательности и времени присадок и установления их эффективных концентраций в расплаве.

Требование к вновь разрабатываемому раскислителю можно сформулировать следующим образом - низкая стоимость при не меньшей, чем у применяемых раскислителей эффективности.

Одним из путей снижения стоимости раскислителей является использование в качестве исходнелх материалов для них отходов машиностроения, в частности стружки титановых сплавов. Так в оборонных отраслях образуется значительное количество этого вида отходов с содержанием титана 85-99%, не используемых при плавке титановых сплавов. Применение для раскисления стали в ковше брикетов из стружки титановых сплавов, не обеспечивает эффективности и стабильности результатов. Это особенно ярко проявляется, при выпуске стали из малых печей. Брикеты, имея малую плотность и продолжительность растворения, превышающую время наполнения ковша, всплывают на поверхность расплава и ошлаковываются. При выплавке ферротитана в индукционных печах используется стружка, образующаяся после предварительной обработки деталей («грубая») из этих сплавов. Использование тонкой стружки, образующейся после чистовой обработки деталей, для этих целей в связи со значительным её угаром и опасностью воспламенения в печи затруднительно этим и определяется низкая цена на этот вид отходов. Применение стружки титановых сплавов в качестве одного из компонентов комплексного раскислителя, исключая при этом процесс сплавления (псевдолигатура), позволит резко снизить потери титана в машиностроении и стоимость продукции. Поскольку известно, что наилучшие результаты по раскислению стали, обеспечиваются при вводе в расплав титана совместно с алюминием, целесообразно в качестве второго компонента использовать стружку сплавов на основе последнего. Одновременно это позволит устранить основной недостаток брикетов из титановой стружки - значительную продолжительность их растворения в стали. Брикет псевдолигатуры распадается по достижении температуры плавления алюминия. При этом в объем стали будут внесены дисперсные частицы титана, значительная поверхность контакта которых с расплавом обеспечит высокие скорость и эффективность раскисления.

Основная идея данной диссертационной работы - применить в технологии окончательного раскисления сталей, выплавленных в индукционных печах малой емкости титаносодержащий комплексный раскислитель, изготовленный по ресурсосберегающей, рациональной и экономически выгодной технологии использования титановых отходов в виде чистовой стружки. Основные положения, выносимые на защиту:

• термодинамический анализ процесса раскисления стали, выплавленной в индукционных печах малой емкости, комплексной прессованной псевдолигатурой с учетом сопутствующих реакций;

• термодинамический расчет оптимального соотношения титана и алюминия в комплексной псевдолигатуре;

• разработанная прессовая (не сплавлением) технология изготовления брикетов псевдолигатуры и методика её ввода в расплав стали, предотвращающая всплывание брикета в ковше и обеспечивающая раскисление при минимальном угаре компонентов псевдолигатуры;

• результаты исследования процесса нагрева брикета (тепловая задача);

• результаты расчета допустимых размеров дисперсных частиц титана в составе псевдолигатуры (диффузионная задача);

• лабораторные исследования качества стали по предлагаемой технологии раскисления;

• технико-экономический анализ промышленного опробования технологии раскисления стали титаносодержащей прессованной псевдолигатурой.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проведенный аналитический обзор имеющейся информации по технологии раскисления сталей, выплавляемой в литейных цехах в печах малой емкости и проблемам переработки титановых отходов показывает, что по-прежнему актуальными остаются задачи:

• разработки простых, малозатратных технологий изготовления раскислителей из дешевых и доступных материалов конкурентоспособных в рамках современной экономической среды;

• использования отходов титановых сплавов в виде стружки в технологических цепочках, позволяющих минимизировать потери титана.

2. Предложена малозатратная технология изготовления комплексного раскислителя в виде псевдолигатуры путем прессования измельченной стружки, полностью исключающая угар титана при производстве, что позволяет рационально использовать титановые отходы в виде чистовой стружки с минимальными потерями.

3. Проведен термодинамический расчет раскислительной способности псевдолигатуры в зависимости от процентного содержания брикетов псевдорлигатуры в массе раскисляемого металла и от содержания титана и алюминия в брикете раскислителе. Определено оптимальное содержание титана и алюминия в комплексной псевдолигатуре: Ti - 70%, А1 - 27%, намол -3%.

4. Выполнен физико-химический расчет процесса раскисления стали, позволяющий учесть сопутствующие процессы взаимодействия титана и алюминия в расплаве стали с другими компонентами. Построены две системы уравнений и по ним рассчитано необходимое содержание псевдолигатуры (0,125%) для качественного раскисления стали 40 JI.

5. Решена диффузионная задача процесса растворения частиц титана в расплаве стали, позволяющая оценить скорость растворения и гранулометрический состав частиц. Процесс растворения не превышает 7 с при максимальном размере частиц 2,5 мм, что подтверждено опытным путем.

6. Решена тепловая задача процесса прогрева брикета в расплаве стали, позволившая определить:

• оптимальные геометрические размеры брикета псевдолигатуры: диаметр -50 мм, высота - 20 - 50 мм;

• время полного распада брикета на дисперсные частицы титана в расплаве стали составляет « 0,12сек.

7. Разработана технология изготовления комплексной псевдолигатуры -выбрано оборудование, опытным путем подобраны оптимальные технологические режимы процесса изготовления псевдолигатуры.

8. Разработана и изготовлена пресс-форма, позволяющая изготавливать брикеты псевдолигатуры фиксированного оптимального диаметра 50 мм, различной высоты и массы: 20 мм - 50г, 35 мм - 150г, 50 мм - ЗООг для точного дозирования необходимого количества псевдолигатуры в зависимости от объема раскисляемой стали.

9. Разработана технология раскисления стали, выплавленной в индукционных печах малой емкости титаносодержащей псевдолигатурой, обеспечивающая качественное раскисление стали и получение более благоприятной структуры металла. Опытным путем выяснено оптимальное содержание псевдолигатуры в стали - 0,18%. Выяснены и объяснены причины расхождения теоретических и практических данных по содержанию псевдолигатуры в стали: теоретически - 0,125%, практически - 0,18%, разница « 30%.

Ю.Промышленное опробование предлагаемой технологии на предприятии показало положительный результат:

• на ОАО "ГАЗ" при плавке стали в печах ИСТ - 016/250 обеспечено качественное раскисление стали, обеспечивающее получение более благоприятной структуры и повышение механических свойств стали: относительное удлинение возросло на 16%, относительное сужение возросло на 17%. Экономический эффект составил 350 тыс. руб/год;

1. Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали. Расчеты. М.: Металлургия, 1975.-480 с.

2. Бигеев A.M. Металлургия стали. Теория и технология плавки стали. М.: Металлургия, 1977. - 460 с.

3. Кудрин В.А. Металлургия стали. М.: Металлургия, 1981. - 488 с.

4. Поярков A.M. Производство стали. М.: Металлургиздат, 1962.-475 с.

5. Синецкий В.И. Металлургия стали. Общий курс. М.: Металлургиздат, 1963.-380 с.

6. Горобец В.Г., Гаврилова М.Н. Производство стали в дуговой печи. М.: Металлургия, 1986. - 260 с.

7. Соколов Г.А. Производство стали. М.: Металлургия, 1982. - 346 с.

8. Уманский В.А. Прессование порошковых материалов. М.: Металлургиздат, 1981. - 240 с.

9. Степин В.В., Курбатова В.И. Химические и физикохимические методы анализа ферросплавов. М.: Металлургия, 1983. - 386 с.

10. Шульте Ю.А. Электрометаллургия стального литья. М.: Металлургия, 1970.-224 с.

11. Сойфер В.М. Выплавка стали в кислых электропечах. М.: Металлургия, 1987.- 120 с.

12. Чуйко Н.М., Чуйко А.Н. Теория и технология электроплавки стали. Киев.: Головное изд-во, 1983. - 248 с.13.0ртруд Кубашевски. Диаграмма состояния двойных систем на основе железа.- М.: Металлургия, 1985.- 184с.

13. Куликов И.С. Раскисление металлов. М.: Металлургия, 1975. - 504 с.

14. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М.: Металлургия, 1986.-520 с.

15. Мчедлишшвили В.А. Термодинамика и кинетика раскисления стали. М.: Металлургия, 1978.-314 с.

16. Явойский В.И., Левин С .Л. Металлургия стали. М.: Металлургия, 1973. -606 с.

17. Кириллин В.Л. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1974. - 420 с.

18. Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов. М.: Металлургия, 1988. - 288 с.

19. Баландин Г.Ф., Васильев В.А. Физико-химические основы литейного производства. М.: Машиностроение, 1971. - 360 с.

20. Лыков А.В. Тепломассообмен. М.: Высшая школа, 1978. - 480 с.

21. Щегловитов Л.А., Ежов В.Л. Теплофизические свойства керамических смесей // Литейное производство. 1983 № 12. С 22-23.

22. Карташов Э.М. Аналитические методы в теплопроводности твердых тел. -М.: Машиностроение, 1979.-314 с.

23. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. -599 с.

24. Юренев В.Н., Лебедев П.Д. Теплотехнический справочник. М.: Энергия,1975.-620 с.

25. Баум Б.А. Металлические жидкости. -М.: Наука, 1979. 120 с.

26. Вейник А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. М.: Металлургия, 1965. - 260 с.

27. Бабаскин Ю.З. Структура и свойства литой стали. Киев: Накова думка, 1980.-240 с.

28. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. М.: Машиностроение, 1979.-335 с.

29. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. Ленинград: Машиностроение,1976.-312 с.

30. Рабинович Б.В. Введение в литейную гидравлику. М.: Машиностроение, 1966.-422 с.

31. Ефимов В.А. Стальной слиток. М.: Металлургия, 1961.-356 с.

32. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975.-382 с.

33. Геллер Ю.А., Погодин Г.И. Рахштадт А.Г. Металловедение. М.: Металлургия, 1967.-280 с.

34. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. М.: Металлургия, 1984.-412 с.

35. Богоявленский К.Н. Высокоскоростные способы прессования деталей из порошка.-Ленинград: Машиностроение, 1984.-355 с.

36. Логин М.И. Транспортировка и переработка стружки. М.: Металлургия,1968.-234 с.

37. Баландин Г.Ф. Физико-химические основы литейного производства. М.: Металлургия, 1971.-320 с.

38. Баландин Г.Ф. Теория формирования отливки. Затвердевание и охлаждение отливки. М.: Металлургия, 1998. - 354 с.

39. Вертман А.А., Самарин A.M. Свойства расплавов железа. М.: Наука,1969.-221 с.

40. Виноград М.И. Включения в стали и ее свойства. М.: Металлургия, 1963. -252 с.

41. Владимиров Л.П. Термодинамические расчеты равновесия металлургических процессов. М.: Металлургия, 1970. - 528 с.

42. Гельд П.В., Баум Б.А., Петрушевский М.С. Расплавы ферросплавного производства. М.: Металлургия, 1973. - 228 с.

43. Григорян В.А. Производство стали в электропечах. М.: Металлургия, 1965.-424 с.

44. Еджима Е., Еми Т. Процессы раскисления и образования неметаллических включений в стали. М.: Наука, 1977, с. 108 - 127.

45. Логанов М.И., Полушкин Н.А., Колмыков Ю.Д. Влияние ввода раскислителей на содержание и свойства неметаллических включений в углеродистой стали.-М.: Сталь, 1976, № 9, с. 810-813.

46. Лемницкий В.В., Дорфель А.Г., Кравцова И.П. Влияние раскисления и модифицирования на свойства рельсовой стали. М.: Сталь, 1970, № 4, с. 341-346.

47. Малиночка Я.Н. Неметаллические включения в колесной стали, раскисленной алюминием. В кн.: Производство железнодорожных линий и колке. Харьков, 1979, с 31-35.

48. Масленков С.Б. Применение микрорентгеноспектрального анализа. М: Металлургия, 1968. - 110 с.

49. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Речкалова А.В. Механизм образования неметаллических включений при раскислении железа алюминием, цирконием, титаном. Изв. АН СССР, Металлы, 1969, №4, с. 11 - 17.

50. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е. Образование и поведение окисных включений в жидком железе. Изв. АН СССР, Металлы, 1975, №1, с 15-21.

51. Стасюк Г.Ф., Гладков М.И., Кармалин Ю.Н. Исследование влияния модифицирования на плотность и поверхностное натяжение стали. В. кн.: Свойства расплавленных металлов. - М., 1974, с. 65 - 67.

52. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Легирующие сплавы и стали с титаном. -М.: Металлургия, 1985.-341 с.

53. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. М.: Наука, 1968. -463 с.

54. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. М.: Наука, 1986.-317 с.

55. Гузман И.Я. Высокоогнеупорная пористая керамика. М.: Металлургия, 1971.-208 с.

56. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. М.: Металлургия, 1960. - 274 с.

57. Тимофеев Г.И. Фзико-химические основы плавки. Горький.: 1982. - 78 с.

58. Корольков A.M. Литейные свойства металлов и сплавов. Изв. АН СССР, Металлы, 1960, № 4, с 23 - 27.

59. Каур И., Густ В. Диффузия по границам зерен и фаз / Пер. с англ. Б.Б. Страумала; Под ред. JI.C. Швиндлермана. М.: Машиностроение, 1991. -448 с.

60. Мальцев М.В., Барсукова Т.А., Брин Ф.А. Металлография цветных металлов и сплавов. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1957. - 382 с.

61. Трубин К.Г., Ойкс Г.Н. Металлургия стали. М.; Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1957.-274 с.

62. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. -Киев: Изд-во АН Укр. ССР, 1963. 260 с.

63. Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1987. -412 с.

64. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. - 622 с.

65. КитаевЕ.М. Затвердевание стальных слитков. М.: Металлургия, 1982. — 164 с.

66. Шкадов В .Я., Запрянов З.Д. Течение вязкой жидкости. М.: МГУ, 1984. -200 с.

67. Джалурия И. Естественная конвекция. М.: Мир, 1983. - 400 с.

68. Гребенюк В.П., Ефимов В.А., Акименко А.Д. Экспериментальные методы определения гидродинамических параметров при течении жидких металлов. Киев.: ИПЛ АН Укр. ССР, 1975, № 4, с 30 - 42.

69. Акименко А.Д., Гуськов А.И., Скворцов А.А. Исследование гидродинамики разливки стали в кристаллизаторы УНРС // Проблемы стального слитка: Труды 5 конференции по слитку/ АН УССР, М.: Металлургия 1974, - 640 -653 с.

70. Акименко А.Д., Скворцов А.А., Гуськов А.И. Выбор масштабов моделирования при исследовании гидродинамики стальных слитков // Известия вузов. Черная металлургия, 1983, № 3 , - с 119 - 122.

71. Акименко А.Д., Скворцов А.А., Гуськов А.И. Принципы исследования стали на гидравлических моделях // Физические методы моделирования разливки металла. / Киев: АН УССР, 1975, с. 21 27.

72. Акименко А.Д., Скворцов А.А., Гуськов А.И. Исследование вынужденных и свободных циркуляционных потоков жидкого металла в непрерывном слитке на водных моделях // Непрерывное литье стали. М.: Металлургия, 1976, №3, с. 46-53.

73. Акименко А.Д., Котельников В.И. Особенности гидродинамики заполнения сталеразливочных ковшей при боковой продувке // Вопросы судостроения. -М.: Судостроение, 1978, № 10, с. 46 51.

74. Казачков Е.А., Скребцов A.M., Кумельная Л.И. Исследования с помощью радиоактивных изотопов циркуляционных потоков и конфигурации лунки в жидкой сердцевине непрерывного слитка // Непрерывное литье стали. М.: Металлургия, 1976, №3, с. 42 -46.

75. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959.-614 с.

76. Комсток Дж. Титан в чугуне и стали. -М.: Металлургия, 1956.-344 с.

77. Новиков А.В. Плавка и литье цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980, - 295 с.

78. Богатин Д.Е. Порошки цветных металлов. М.: Металлургиздат, 1970, -337 с.

79. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967,-634 с.

80. Глазунов С.Г., Борзецовская К.М. Поршковая металлургия титановых сплавов. М.: Металлургия, 1989, - 135 с.

81. Фроус Ф.Х., Смугерески Дж. Е. Порошковая металлургия титановых сплавов. М.: Металлургия, 1985, - 262 с.

82. Андреев А.Л., Аношкин Н.Ф., Борзецовская К.М. Плавка и литье титановых сплавов. М.: Металлургия, 1978, - 383 с.

83. Цвикер У. Титан и его сплавы. М.: Металлургия, 1979, - 511 с.

84. Устинов B.C., Олесов Ю.Г., Дрозденко В.А. Порошковая металлургия титана. М.: Металлургия, 1973, - 245 с.

85. Локшин Ф.Л., Бочвар Г.А., Борецовская К.М. Исследование структуры поверхности и внутреннего строения гранул титановых сплавов // Порошковая металлургия, 1979, № 12, с. 1- 7.

86. Борзецовская К.М., Болотина Т.И. Исследование процесса спекания гранул титановых сплавов // TJIC, 1979, № 4, с. 60 64.

87. Каракозов Э.С. Соединение металлов в твердой фазе. М.: Металлургия, 1976,-264 с.

88. Казачков И.П. Легирование стали. Киев: Техника, 1982, - 283 с.

89. Явойский В.И., Явойский А.В. Научные основы современных процессов производства стали. М.: Металлургия, 1987, - 362 с.

90. Явойский В.И., Близшоков С.А., Вишкарев А.Ф., Горохов Л.С., Хохлов С.Ф., Явойский А.В. Включения и газы в сталях. М.: Металлургия, 1979, -430 с.

91. Нехендзи Ю.А. Стальное литье. -М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1948, 768 с.

92. Самсонов Г.В., Нитриды. Киев: Наукова думка, 1969, - 379 с.

93. Самсонов Г.В. Взаимодействие углерода с тугоплавкими металлами. М.: Металлургия, 1974,-286 с.

94. Самсонов Г.В. Неметаллические нитриды. М.: Металлургия, 1969,265 с.

95. Самсонов Г.В., Уподхая Г.Ш., Нешпор B.C. Физическое материаловедение карбидов. Киев: Наукова думка, 1974, - 455 с.

96. Еднерал Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургиздат, 1955, - 347 с.

97. Колосов М.И., Кульбацкий А.П. Разливка стали. М.: Металлургиздат, 1957,-314 с.

98. Швидковский Е.Г. Вязкостные свойства расплавленных металлов. Гидродинамика расплавленных металлов. М.: АН ССР, 1958, - 452 с.

99. Рабинович Б.В. Предмет и задачи гидравлики расплавов. Гидродинамика расплавленных расплавов. М.: АН УССР, 1958, - 531 с.

100. Спасский А.Г. Основы литейного производства. М.: Металлургиздат, 1950, - 372 с.

101. Глушко В.П. Термодинамические константы индивидуальных веществ. Справочник. М.: АН СССР, 1962, - 916 с.

102. Крестовников А.Н., Владимиров Л.П., Гусляницкий Б.С. Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций. М.: Металлургиздат, 1963, - 460 с.

103. Янбаев Ф.М. Технология изготовления и применения псевдолигатуры, содержащей титан для раскисления сталей // Будущее технической науки нижегородского региона. Н.Новгород, 2003. С 160.

104. Тимофеев Г.И., Чеберя О.И., Саубанов М.Н., Янбаев Ф.М. Технология производства и применения титаносодержащих псевдолигатур для раскисления стали // Нелинейная динамика и прикладная синергетика. Комсомольск-на-Амуре, 2003. С 137-139.

105. Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Янбаев Ф.М. Легирование, Раскисление и модифицирование литейных сплавов прессованными порошковыми псевдолигатурами // Литейное производство. 2003 № 11. С 6-8.

106. Тимофеев Г.И., Янбаев Ф.М. Иеханизм и кинетика растворения порошковой титаносодержащей псевдолигатуры в стали // Материаловедение и металлургия. Н.Новгород, 2004. С 44-46.

107. Чеберяк О.И., Тимофеев Г.И., Янбаев Ф.М. Механизмы формирования структур в псевдолигатурах // Материаловедение и металлургия. Н.Новгород, 2005. С 80-83.

108. Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Янбаев Ф.М. Технология модифицирования, раскисления и легирования литейных сплавов прессованными порошковыми псевдолигатурами // Хабаровск. 2003. С 290-291.

109. Патент РФ 2241059 Способ приготовления лигатуры для раскисления стали / Тимофеев Г.И., Чеберяк О.И., Янбаев Ф.М., Колпаков А.А., Матвеичев Л.П., Митенкова Л.П., 2004.

110. КБелащенко Д.К., Спектор Е.З. Теория металлургических процессов. М.: ВИНИТИ, 1973,-452 с.

111. Виноград М.И. Включения в стали и ее свойства. М.: Металлургиздат, 1963,-244 с.

112. Явойский В.И., Лузгин В.П., Вишкарев А.Ф. Окисленность стали и методы контроля. -М.: Металлургия, 1970, 285 с.

113. Вгнер К. Термодинамика сплавов. -М.: Металлургия, 1957, 176 с.

114. Лепинских Б.М., Кайбичев А.В., Савельев Ю.А. Диффузия элементов в жидких металлах группы железа. М.: Наука, 1974, - 189 с.

115. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. М.: Мир, 1969, - 558 с.

116. Мак Лин Д. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1965, -431 с.

117. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. М.: Машиностроение, 1974,-472 с.

118. Георгиев М.Н. Вязкость малоуглеродистых сталей. М.: Металлургия, 1973,-224 с.

119. Сабуров В.П. Упрочняющее модифицирование стали и сплавов// Литейное производство. 1986. № 11. С 8-9.

120. Гуляев Б.Б., Пряхин Е.И., Колокольцев В.М. Иерархия структур и механические свойства литой стали//Литейное производство. 1986. № 10. С 9- 11.

121. Сабуров В.П. Некоторые особенности влияния комплексного модифицирования на свойства стали 110Г13Л // Прогрессивные технологические процессы в литейном производстве. Омск, 1981. С 155- 167.

122. Металлография железа. Том I. "Основы металлографии" (с атласом микрофотографий). Перевод с англ. Изд-во "Металлургия", 1972, 240 с.

123. Гудремон Э. Специальные стали. Том I. М. Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1959,-952 с.

124. Саубанов М.Н. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов производства стальных корпусных отливок повышенной плотности // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Н. Новгород, 2002 г, 279 с.I