автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Ресурсосберегающая технология получения слитков титана на установке электронно-лучевого переплава с промежуточной емкостью

КО Г

г

Г

^ '/ о '

ЮЛЬ ИЫЙ

1ЕМПЯЯР

"Нггправах-рукогтистг—

48Ь4ЬЛО

СЕРГИЕНКО Светлана Николаевна

Ресурсосберегающая технология получения слитков титана на установке элекггронно-лучевого переплава с промежуточной емкостью

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 9 СЕН 2011

Магнитогорск - 2011

4854935

Работа выполнена в Орском гуманитарно-технологическом институте (филиале) Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет».

Научный руководитель -

доктор технических наук, доцент Ячиков Игорь Михайлович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Панферов Владимир Иванович,

кандидат технических наук, профессор Миляев Александр Федорович.

Ведущая организация - Институт металлургии УрО РАН.

Защита состоится 04 октября 2011 г. в 16 на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан « $ » сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ов В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Титан и его сплавы характеризуются сочетанием ряда ценных свойств, определяющих перспективу их применения во многих областях современной техники. Благодаря повышенным требования к используемым конструкционным материалам в передовых технологиях, интерес к

титану и его сплавам постоянно растет.

Традиционно получение титана ведется с использованием вакуумно-дугового переплава (ВДП). Данный метод, разработанный в 50-х годах прошлого века, имеет ряд недостатков, таких как ограниченное использование в качестве шихты отходов титановой промышленности, сложность получения качественных слитков за один передел. В качестве альтернативы ВДП для производства титана можно использовать электронно-лучевую плавку (ЭЛП) и электронно-лучевую плавку с промежуточной емкостью (ЭЛПЕ). Причем, последняя позволяет создавать благоприятные условия для рафинирования от неметаллических включений и усреднения химического состава, исключая взаимосвязь между плавлением и кристаллизацией жидкого металла.

Однако при всех имеющихся достоинствах ЭЛПЕ существует и ряд нерешенных проблем, например, распределение мощности между переплавляемой заготовкой, промежуточной емкостью (ПЕ) и кристаллизатором; практическая реализация использования различных видов шихты и легирования ти-

Установка ЭЛП-30, находящаяся на предприятии ОАО «МК ОРМЕТО ЮУМЗ» (г. Орск), является одной из крупнейших электронно-лучевых печей. Она снабжена пятью аксиальными пушками ЕН-1200/50 -1,2М\У, плавильной камерой, сменными кристаллизаторами, прямоугольной промежуточной емкостью, вакуумной системой, двумя независимыми механизмами подачи заготовки в плавильную камеру, механизмом вытяжки и выгрузки слитка. Вакуум в рабочем пространстве печи колеблется в пределах 0,133-0,266 Па.

Технология получения титановых слитков на ЭЛП-30 была разработана более 25 лет назад и долгое время оставалась без существенных изменений. В настоящее время, технико-экономическая эффективность получения слитков титана на данной установке ниже, чем на ВДП. С учетом этого совершенствование технологии электронно-лучевой плавки титана с использованием промежуточной емкости для выявления существующих резервов является актуальной задачей.

Цель работы - выявление резервов ресурсосбережения при производстве титановых слитков на крупной промышленной электронно-лучевой печи с промежуточной .емкостью.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— показано, что вид развертки электронного луча по поверхности ванны промежуточной емкости оказывает существенное влияние на скорость нагрева металла и на процесс его рафинирования;

— установлено, что для усреднения импульсного воздействия теплового потока на обрабатываемый материал периоды разверток электронного луча по длине и ширине поверхности промежуточной емкости должны отличаться не менее чем в 10 раз;

— выявлено, что наиболее рационально использовать линейно-гармоническую развертку электронного пучка по поверхности промежуточной емкости;

— создана математическая модель теплового и гидродинамического состояния расплава в промежуточной емкости электронно-лучевой печи, позволяющая прогнозировать время обработки металла и его тепловое состояние.

Реализация результатов работы. Проведенные промышленные исследования на ОАО «Машиностроительный концерн ОРМЕТО-ЮУМЗ» показали возможность получения на ЭЛП-30 качественных титановых слитков из отходов титановой промышленности и слитков титана, марки ВТ1-0 массой до 8 т. Прошла практическую проверку и используется в технологическом процессе получения слитков из титана методика расчета нагрева металла в промежуточной емкости при заданной развертке электронного луча. По результатам научно-исследовательских работ получены акты внедрения.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается проведением экспериментов на промышленных установках, использованием стандартных методик измерения, проводимых посредством поверенных приборов. Созданные математические детерминированные модели базируются на фундаментальных законах сохранения массы, энергии, импульса.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных конференциях «Современные проблемы электрометаллургии» (Челябинск, 2001), «Специальная металлургия: вчера, сегодня, завтра» (Киев, 2002), «Металлургическая теплотехника: история, современное состояние, будущее» (Москва, 2006), «Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных конструкционных материалов и сплавов» (Орск, 2008), а так же на Всероссийских конференциях «Прочность и разрушение материалов и конструкций» (Орск, 2000), «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей (в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК). Результаты исследований защищены патентом РФ на изобретение и патентом РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и двух приложений. Она изложена на 134 страницах машинописного текста, включая 45 рисунков, 25 таблиц и 84 источника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, ее цель, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе на основе анализа литературных данных установлено, что общими проблемами при промышленном производстве титана являются получение качественного металлического титана в заготовках большой массы, химическая, механическая и физическая однородность свойств по всему объему слитка. Решение этих задач осложняется тем, что обычные методы плавки металлов оказываются непригодными ввиду высокой реакционной способности титана в расплавленном состоянии.

Из литературного анализа был сделан вывод, что электронно-лучевая плавка с применением промежуточной емкости является наиболее перспективной. Промежуточная емкость позволяет использовать электронный луч как идеальный источник энергии, а именно создавать любые конфигурации зон нагрева при возможной полной автоматизации процесса плавки. Использование промежуточной емкости дает возможность создавать технологические схемы, в которых рафинирование, плавление и кристаллизация расплава металла осуществляется раздельно. Кроме того, переплав с промежуточной емкостью позволяет осуществлять легирование жидкого металла в процессе плавки, а также обрабатывать расплав металла различными реагентами: обезуглероживающими, дисульфурирующими и другими. Очевидно, что форма промежуточной емкости, мощность и распределение электронного потока должны влиять на протекание указанных физико-химических процессов.

Вопросами теории и практики получения титана в электроннолучевых печах занимались ряд отечественных и зарубежных специалистов: Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Козлитин Д.А., Глазунов С.Г., Носова В.Н., Мовчан Б .Д., Тихоновский АЛ., Кураков А.Н., Аношкин Н.Ф., Андреев A.A., Борде-цовский K.M., Жук Г.В., Смит Г., Шиллер 3., Гайзиг У., Панцер 3.

Во второй главе представлены математические модели теплового состояния и процессов рафинирования металла, находящегося в водоохлаждае-мой промежуточной емкости в виде параллелепипеда с размерами А*В*Н. Мощность потока ускоренных электронов зависит от ускоряющего напряжения U и определяется кжР = ке17512 кВт. Для аксиальных пушек ЕН-1200/50- 1.2MW полная проводимость электронного пучка ке «0,068 А/(кВ)7/2.

При взаимодействии электронного пучка с металлом наряду с выделением тепловой энергии возникают вторичные эффекты - тепловое излучение от нагретой поверхности, эмиссия рентгеновских лучей, термических электронов и электронов обратного рассеяния. Проведенная оценка показала, что для титановой подложки около 78% приобретенной электронами энергии при прохождении их через ускоряющее электрическое поле превращается в тепловую энергию, которая используется для нагрева, плавки и испарения материалов. Глубина проникновения электронов пучка для титана составляет порядка 10 мкм, поэтому можно считать электронный луч источником поверхностного нагрева.

Для рассматриваемой установки при мощности пучка от 60 до 1200 кВт минимальный диаметр фокального пятна на переплавляемой заготовке и на поверхности ванны расплава составляет ¿<¡,=2-15 см. Исходя из этого, получены оценки среднего поверхностного теплового потока в фокальном пятне qn = 3,5-10 кВт/см2.

Диаметр сфокусированного фокального пятна существенно меньше размера поверхности переплавляемой заготовки и зеркала ванны. Поэтому на практике довольно часто используется расфокусированный электронный луч. Однако более эффективным методом задания нужного распределения мощности пучка по обрабатываемой поверхности является его программная развертка. Она позволяет управлять распределением поверхностного теплового потока, повышая эффективность технологических процессов.

В работе проанализировано изменение характера обогрева поверхности жидкой ванны посредством различных вариантов развертки электронного луча по прямоугольной поверхности. Локальный тепловой поток зависит от формы развертки луча. Если частоты вертикальной и горизонтальной разверток совпадают или близки, то на поверхности мы имеем известные фигуры Лиссажу. Получить равномерное температурное поля для большой площади поверхности ванны посредством подобных разверток пучка довольно сложно. В таких случаях прибегают к программам развертки с распределением мощности по площади всей поверхности. В этом случае, для функции развертки луча удобно задавать параметрическую форму х = х(т), = у (г), где х(т), у(т) - периодические функции от времени т, причем их периоды могут быть разными. В этом случае, средний тепловой поток является функцией координат и определяется как усреднение теплового потока за периоды кадровой и строчной разверток q= f(x,y).

Установлено, что для хорошего заполнения растра необходимо, чтобы периоды горизонтальной и вертикальной разверток существенно отличались. Для того, чтобы можно было пренебречь импульсным воздействием теплового

потока и говорить о его средней локальной величине, частота развертки электронного пучка должна быть не менее 100 Гц.

В условиях, когда Тх«Ту или Тх»Ту средний по времени тепловой

поток в данной точке растра можно определить как

_

Ух(х)-Уу(у)-тхту

d2

q{x,y) = q„ „ / ч ,, * . _ „ . í1)

где qn = 7}UJ - средний тепловой поток в фокальном пятне; Ух =

йх'

У = — - скорости движения луча по поверхности; Тх., Ту - периоды развер-у dr

ток в направлении соответствующих осей.

На основе компьютерного моделирования были проанализированы различные виды разверток и установлено, что наиболее интересной для практики является линейно-гармоническая развертка. По длине ванны (в направлении Ох) имеем равномерную или пилообразную развертку луча

А

х= — 2

W

т

х

. По ширине ванны (в направлении оси Оу), в качестве функции

развертки выступает гармоническая функция у= — sin

f \

2л —г

J

причем коор-

дината .у меняется от -у0 доу0 (В/2=250 мм, А/2-900 мм).

На рис. 1 показана траектория движения электронного луча по поверхности ванны для случаев, когда частоты горизонтальной и вертикальной разверток отличаются в 10 раз. Из уравнения (1) имеем безразмерный тепловой поток ~ =--. 1 , где ха = А , у у0 = B/(2d(p).

1 2nx0-\jy2o - у2

На рис. 2 показана полученная зависимость qjq = f(y) для полуширины ванны (при ¿ф =50 мм). Видно, что при выбранной развертке средняя по

времени плотность теплового потока будет меняться только в одном направлении, а в другом тепловой поток на краях отрезка развертки в 2-3 раза выше, чем в его центральной части. Данная развертка удобна при использовании в промежуточной емкости, так как позволяет иметь повышенный тепловой поток в зоне попадания расплавленной шихты и осуществлять локальный перегрев металла при его сливе.

у, мм

300 у, мм

500 1000

X, мм

300 1000

X, мм

(2)

а б

Рисунок 1 — Траектория движения электронного луча по поверхности ванны при УТХ = 1 Гц, 1/Ту = 10 Гц (а); УТХ = 10 Гц, УТу = 1 Гц (б).

Вдоль координаты х - равномерная развертка, вдоль у - синусоидальная

На основе баланса мощности на переплавляемой заготовке получена зависимость максимальной скорости плавления шихты <7 от мощности Р электронных лучей при использовании одной или нескольких электронных пушек

пг '•

пгРщх (^м-^ + СжДГ + Х)' где с- среднеинтегральная теплоемкость при нагреве шихты от начальной температуры /9 ДО температуры плавления (т\ АТ - перегрев расплава; Сж, Ь — теплоемкость жидкого расплава и теплота плавления, щ - доля тепла на нагрев шихты.

Глубина ванны промежуточной емкости Я существенно меньше ее длины А и ширины В. Из опыта эксплуатации промежуточной емкости известно, что толщина гарнисажа составляет третью часть от высоты ванны или £ = #/ 3.

Из уравнения неразрывности были определены средняя скорость расплава в промежуточной емкости % и наибольшее число Рейнольдса при течении жидкости вдоль узкой стенки. Установлено, что полученное значение числа Яе существенно меньше критического значения ( Яе^, = 105) при обтекании

горизонтальной пластины жидкостью, поэтому можно считать, что движение расплава в ванне промежуточной емкости ламинарное.

/

г

Чф

а

Рисунок 2 - Равномерно-синусоидальная развертка луча: а - зависимость безразмерного среднего теплового потока по полуширине ванны; б - визуализация распределения теплового потока по поверхности ванны

Зная среднюю скорость расплава, можно получить оценку характерного времени обработки расплава в промежуточной емкости от мощности Р при использовании одной или нескольких электронных пушек для расплавления шихты. Установлено, что с увеличением производительности печи падает время нахождения расплава в промежуточной емкости, а значит, уменьшается степень его рафинирования. Поднять производительность при неизменном качестве металла можно за счет вкладывания дополнительной мощности в нагрев расплава, находящегося в промежуточной емкости, что в свою очередь, определяется его тепловым состоянием.

В промежуточной емкости наибольшие градиенты температур наблюдаются в направлении оси Ог. Рассмотрим тепловое состояние одномерного элемента по высоте промежуточной емкости, состоящего из расплава, гарни-сажа и медной водоохлаждаемой стенки. Распределение температур в жидком расплаве с учетом ряда допущений приближенно можно описать уравнением

пч д' д** теплопроводности (при г > 0) — = а—— .

дт ог

Зная температуру на границе медной стенки и гарнисажа Чт, задаем

тепловой поток на границе металл-гарнисаж по формуле:

- _

где ав- коэффициент теплоотдачи с внутренней поверхности канала (для турбулентного режима течения определяем его по формуле Михеева); Fcm -площадь медной стенки, касающейся гарнисажа; Fm - площадь круглых или прямоугольных охлаждающих каналов; Лм- коэффициент теплопроводности меди; а„р я а„Е - приведенный коэффициент теплоотдачи от стенки, омываемой водой (заданной периодическими каналами); Е - коэффициент эффективности теплообмена, который определяется:

для цилиндрических каналов - E^dejS\ для прямоугольных Е~ -j2Bi; Bi = ajb jXM , где a, b - высота и ширина каналов.

Для решения краевой задачи на свободной поверхности расплава задаем тепловой поток, возникающий под действием электронного луча и потерь тепла за счет излучения.

В результате моделирования установлено, что средняя температура расплава зависит от мощности луча и времени его нахождения в промежуточной емкости (рис. 3). Это позволяет управлять тепловым состоянием расплава, которое существенно влияет на процессы рафинирования.

В условиях вакуумной плавки создаются благоприятные условия для удаления из титана вредных примесей. Распределение примеси вблизи поверхности раздела жидкий металл - рафинирующая фаза определяется тремя процессами: потоком примесей из объема металла к поверхности раздела фаз, потоком примеси от поверхности раздела фаз в объем рафинирующей фазы и скоростью химической реакции на границе раздела фаз. t=,.°c-

Рисунок 3 — Зависимость средней температуры расплава от времени его обработки в промежуточной емкости при разной мощности луча

50 100 150 Время,с

-300 кВт ---400 кВт

200

250

300

... .500 кВт

При рафинировании в вакууме при протекании химической реакции второго порядка 2[е,]= |е,2 } лимитирующим звеном процесса является массо-

перенос в жидком металле. Для этих условий получено уравнение изменения концентрации примеси по длине ванны в промежуточной емкости

В этом выражении величины коэффициент массопередачи в металле Рм, константа равновесия Кр и парциальное давление примеси в объеме газовой фазы Р* являются сложными функциями и зависят множества факторов, прежде всего, от температуры. Для решения уравнения (3) записываем начальное условие С|(0) = С0.

Исходя из средней температуры расплава по длине ванны из теплового расчета (см. рис. 3) и зная константу равновесия реакции 2[//] = {Я2}, получаем зависимость концентрации водорода в расплаве по длине промежуточной емкости при разной мощности луча при средней скорости течения расплава 1У0 =3 мм/с и начальной концентрации водорода С0 =0,02% (рис. 4). Следовательно, меняя мощность электронного луча, можно управлять процессом рафинирования в промежуточной емкости.

В третьей главе даны обоснования для технологических решений по совершенствованию выплавки титановых слитков, получаемых в ЭЛП-30.

В печи имеются два универсальных загрузочных устройства, позволяющие подавать шихту в зону ее плавления. Для получения титановых слитков из отходов титановой промышленности была разработана конструкция «электрода» состоящая из прямоугольного короба, выполненного из титановых листов, в который загружается шихта, состоящая из разнокалиберного лома и титановой губки. После расплавления «электрода» металл усредняется по химическому составу и температуре в промежуточной емкости посредством использования равномерно-гармонической развертки. Полученный таким образом электронный пучок дает повышенный тепловой поток в зонах стека-ния расплава с переплавляемого электрода и противоположной стенки промежуточной емкости, где расположен сливной носок, вблизи которого обычно образуется гарнисаж максимальной толщины.

Расплав непрерывно сливается в кристаллизатор, где поддерживается в жидком состоянии расфокусированным электронным лучом. По мере на-плавления слиток вытягивается из кристаллизатора специальным механизмом.

После остывания слиток извлекается и поступает на механическую обработку. Для повышения качества слитков было предложено применить в промежуточной емкости электромагнитное перемешивание расплава. Для этого под днищем промежуточной емкости устанавливаются электромагнитные

соленоиды, подключенные к преобразователям напряжения с регулятором частоты и силы тока. Данная конструкция защищена патентом на полезную модель

И, %

0.020

0.015

Рисунок 4 — Зависимость концентрации водорода в расплаве по длине промежуточной емкости при разной мощности луча

о.ою

0.005

о.ооо

о

0.1

0.2

0.3

0.4

X, м

-«—300 кВт

-л-400 кВт

500 кВт

.При электронно-лучевом переплаве с промежуточной емкостью существует проблема получения легированных сплавов заданного химического состава. Это связано с тем, что плавка в глубоком вакууме способствует избирательному испарению легирующих элементов с высокой упругостью пара. Для получения сплавов из титана было предложено вводить легирующие материалы (например, алюминий, ванадий) в электронно-лучевую печь совместно с заготовкой, предназначенной для переплава. В заготовке посредством фрезерования делается паз по всей длине. В пазу устанавливается шаблон с ячейками, в которые засыпаются и равномерно разравниваются по всей длине легирующие элементы, после чего шаблон убирается. В работе приведен пример расчета размера паза в зависимости от количества вводимых компонентов, их плотности и угара. На данный способ получен патент РФ на изобретение.

Опыт работы печи ЭЛП-30 показал возможность получения титановых заготовок прямоугольного и круглого сечения массой 3 т. Получать более крупные слитки, однородные по химическому составу, не удавалось из-за неоднородности химического состава по объему слитка. Предложено использовать линейно-гармоническую развертку луча по поверхности промежуточной емкости. Это позволяет более эффективно и равномерно удалять неметаллические включения (оксиды, нитриды, сульфиды), легкоплавкие металлические примеси и газы.

В четвертой главе приведены результаты промышленных испытаний по получению слитков с использованием отходов титановой промышленности по применению различных способов легирования и получению крупных слитков в электронно-лучевой печи ЭЛП-30.

Таблица 1 - Материальный баланс плавки с привлечением большей доли отхо-

дов титановой промышленности

Задано Получено

Вид материала Массовая доля, % кг Наименование кг

Титановая губка марки ТГ-90 40 1320 ВТ 1-00 3178

Шлам 30

Отходы титановой промышленности ВТ1-00 60 1950

Гарнисаж 62

Итого 100 3270 Итого 3270

Была проведена серия опытно-промышленных плавок с целью получения качественного слитка из отходов, составляющих 60% от массы шихты. В табл. 1 приведен материальный баланс исходного и получаемого материалов.

В табл. 2 представлены результаты химического анализа полученного слитка. Наблюдалась однородное распределение примесей по всему его объему. Полученный слиток соответствует марке ВТ1-00. Исходя из проведенных исследований, установлена возможность получения слитков высокой чистоты из отходов титановой промышленности.

Таблица 2 - Содержание примеси в слитке, % (не более)

№ Место Примеси, % Газы, %

п/п отбора С Ре & Н О N

1 Верх 0,04 0,18 0,06 0,002 0,002 0,006

2 Середина 0,05 0,20 0,08 0,002 0,025 0,008

3 Низ 0,05 0,19 0,09 0,004 0,02 0,005

ГОСТ ВТ 1-00 <0,05 <0,15 <0,08 <0,008 <0,1 <0,04

Таблица 3 - Химический состав гарнисажа и шлама, % (не более)

Материалы С Б Ре Мп N1 мё

Гарнисаж 0,02 0,02 0,08-1,20 1,50-2,18 0,10-0,19 0,06-0,097

Шлам 0,43 0,01 9,6-11 16,5-17 0,15-0,19 0,4

Материалы гп РЬ Са Сг Б! Т1

Гарнисаж 0,16 0,10-0,20 0,05-0,12 3,50-4,90 0,19-0,20 Все остальное

Шлам 0,40 0,22 0,1-0,16 2,5-3 1,3-1,9 Все остальное

Проводились также исследования по изучению угара металла, который в виде шлама попадает на фильтры в камерах для откачки воздуха из рабочего пространства печи и химический состав гарнисажной плиты из промежуточной емкости. Эти данные приведены в табл. 3.

Из таблицы видно, что в гарнисаже оседают вредные примеси, прежде всего, тяжелые металлы, такие как марганец, хром, железо, никель и свинец, а основную долю в шламе составляют металлы, имеющие высокую упругость пара. Исследования химического состава отобранных материалов проводились на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Сатурн-2» (ГОСТ-6689-92) и на экспресс-анализаторе УС-7077.

Был определен экономический эффект от изменения процентного соотношения исходных материалов (лом и титановая губка) и снижения количества отходов. В табл. 4 приведены затраты на изготовление слитков при переходе с 30% до 60% отходов титана. Видно, что при вовлечении в производство титанового слитка большей доли отходов, себестоимость продукции снижается.

На установке ЭЛП-30 было проведено исследование по получению титанового сплава Ti-6A1-4V, имеющего по международному стандарту Grade 5 следующий состав: А1 - 5,5-6,5%; V - 3,5-4,5%; О не более 0,13%; С - 0,08%; Fe - 0,25%; N - 0,05%; Н - 0,012%. Для получения круглых слитков диаметра 825 мм в качестве шихты использовался электрод с прямоугольным пазом, размер которого рассчитывался в зависимости от количества вводимых компонентов Al, V и их угара. Исследовалось распределение химических элементов в поперечном сечении и по высоте полученного слитка.

Таблица 4 - Затраты на изготовление слитков при переходе с 30% до 60%

отходов титановой промышленности

Наименование элементов затрат Базовый вариант Проектный вариант

Исходные материалы, кг 538 086 337 743

Электроэнергия, кВт ч/т 24 320

Вода техническая, м 10,806

Итого материальных затрат, руб 573 213000 372 870000

Амортизационные отчисления, руб 134400000

Затраты на ремонт, руб 1478000

Прочие затраты, руб 1075000

Цеховые расходы, руб 4247000

Общезаводские расходы, руб 5804000

Годовое производство титана, кг 2000000

Полная себестоимость, руб 600 905000 400 562000

Было установлено, что верхний торец слитка сильно обеднен алюминием. Это происходит за счет его испарения при продолжительной выдержке во время выведения усадочной раковины. Однако необходимо отметить, что по существующей технологии верхний и нижний концы слитка обрезаются на 200-250 мм, оставшийся слиток имеет хорошую однородность и полностью удовлетворяет как международному стандарту Grade 5 так и сплаву Ti-6AI-4V.

Проведены опытно-промышленные плавки по получению крупных слитков на установке ЭЛП-30. В табл. 5 показан примерный материальный расход используемых и полученных материалов для одной из плавок, причем измеряли массу шихты, слитка и шлама. Масса гарнисажа оценивалась из материального баланса.

Таблица 5 - Материальный баланс электронно-лучевой плавки при получении

крупных слитков, кг

Исходные материалы Полученные материалы

Титановая губка марки ТГ-100 9000 Слиток ВТ1-0 8740

Шлам 90

Гарнисаж 170

Итого 9000 Итого 9000

В результате экспериментальных плавок были получены пять слитков массой около 8 т. Визуальная оценка показала, что в них практически отсутствуют протяженные столбчатые кристаллы, макроструктура представляет собой равноосные или слегка вытянутые в направлении теплоотвода полиэдрические зерна. С помощью ультразвукового дефектоскопа было установлено, что в литом металле отсутствуют дефекты в виде раковин и пор. Химический состав полученных слитков соответствует полностью сплаву ВТ1-0.

Таблица 6 - Экономические показатели при переходе на годовой выпуск круп-

ных слитков

Показатели Базовый вариант слитка Проектный вариант слитка

Масса полученного слитка, кг 3 178 8 739

Годовая программа , шт. 625 230

Масса товарного слитка тт , кг 2 783 7 910

Масса отходов тотх , кг 395 829

Масса отходов в год топаг , кг 246 891 190947

Доля отходов Дотх_, % 12,43 9,5

Стоимость отходов, руб. 14 813 460 11 456 820

Выход годного, % 87,5 90,5

Рассчитан экономический эффект при переходе на производство с 3 т на 8 т титановые слитки. В табл. 6 приведены основные экономические показатели. За счет увеличения выхода годного металла на 3% годовой экономический эффект составит более 45 млн. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика расчета распределения среднего локального теплового потока, падающего на прямоугольную поверхность промежуточной емкости, в зависимости от мощности электронного пучка и заданных периодических функций его параметрической развертки.

2. Установлено, что для нагрева всей поверхности промежуточной емкости и усреднения импульсного воздействия теплового потока на обрабатываемый материал необходимо, чтобы периоды горизонтальной и вертикальной разверток электронного пучка отличались более чем в 10 раз, при этом максимальная частота развертки по поверхности должна быть не менее 100 Гц. Показано, что для практического использования наиболее целесообразным является применение линейно-гармонической развертки электронного пучка по поверхности промежуточной емкости.

3. Предложена математическая модель теплового и гидродинамического состояния расплава в промежуточной емкости электронно-лучевой печи, базирующаяся на решении нестационарной задачи переноса тепла в металле, позволяющая прогнозировать температуру расплава в процессе его рафинирования. Показано, что средняя температура обрабатываемого материала зависит от мощности луча и времени нахождения расплава в промежуточной емкости. Установлено, что для повышения температуры расплава в промежуточной емкости при его рафинировании мощность луча должна быть не менее 400 кВт.

4. Предложена математическая модель процессов рафинирования титана в промежуточной емкости от газов и металлических примесей. Установлено, что, меняя мощность электронного луча, можно управлять процессом рафинирования в промежуточной емкости. Так при мощности 400 кВт содержание водорода снижается в 1,3 раза, а при 500 кВт - 2,2 раза.

5. Усовершенствован способ подачи шихты, содержащей до 60% отходов титановой промышленности, в ЭЛП-30 и предложена схема введения легирующих элементов в электронно-лучевую печь для получения круглых слитков диаметра 825 мм сплава титана Т1-6А1-4У в электронно-лучевой печи с промежуточной емкостью.

6. Разработана схема получения крупных титановых слитков массой 8 т марки ВТ1-0 в печи ЭЛП-30 и схема получения высококачественных слитков

титана марки ВТ1-00 за один передел из отходов титановой промышленности.

7. Рассчитан экономический эффект при переходе на производство крупных слитков (с 3 т на 8 т) и вовлечении в шихту большой доли отходов титановой промышленности (с 25% на 60%). Это дало снижение себестоимости продукции на 3%.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Веселовский А.Н., Сергиенко С.Н. Получение титановых слитков из отходов // Электрометаллургия. - 2002. - № 3. - С. 36 - 37 (рекомендовано ВАК).

2. Веселовский А.Н., Сергиенко С.Н. Отливка титановых слитков в ЭЛП-30 //Электрометаллургия.-2001.-№ 11.- С. 33 - 34(рекомендовано ВАК).

3. Опыт выплавки 10-тонного титанового слитка в электронно-лучевой печи ЭМО-ЗО / С.Н. Сергиенко, И.М. Ячиков, Г. А. Акимова, А.Ю. Черноусов. // Материалы научной конференции «Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных конструкционных материалов и сплавов». - М.: Машиностроение. - 2009. - С. 321 -325.

4. Сергиенко С.Н. Перспективные процессы плавки и получения заготовок из титана// Материалы Н-ой Всероссийской научно-технической конференции «Прочность и разрушение материалов и конструкций». - Орск: ОГТИ. - 2000. - С. 95-96.

5. Сергиенко С.Н., Веселовский А.Н. Разработка оптимальной технологии получения титановой заготовки электронно-лучевым переплавом// Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Современный технологии в машиностроении». - Пенза: Приволжский Дом знаний. -2001.-С. 94-100.

6. Сергиенко С.Н. Получение титановых слитков в ЭЛП-30:// Материалы IX Международной конференции «Современные проблемы электрометаллургии». - Челябинск: ЮУрГУ. - 2001. - С. 79-81.

7. Красовский A.B., Сергиенко С.Н., Веселовский А.Н.. Производство крупных слитков электронно-лучевым переплавом в печи ЭМО-ЗО // Материалы Международной научно-технической конференции «Специальная металлургия: вчера, сегодня, завтра» - К: 1ВЦ «Видавництво «Пол1технка». -2002.-С. 230-232.

8. Сергиенко С.Н., Девятов Д.Х, Логунова О.С. Математическая модель теплового состояния расплава в промежуточной емкости электроннолучевой печи.// Материалы III Международной научно-практической конференции «Металлургическая теплотехника: история, современное

состояние, будущее. К столетию со дня рождения М.А. Глинкова» - М.: Машиностроение. - 2006. - С. 332-336.

9. Сергиенко С.Н., Ячиков И.М. Распределение теплового потока по поверхности промежуточной емкости при заданной траеетории движения электронного луча // Международный сборник научных трудов «Математическое и программное обеспечение в промышленной и социальной сферах». - Часть I. - Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГГУ». - 2011. - С. 138-148.

10. Патент Российской Федерации № 2231567 МПК С22В9/22 Способ легирования сплавов в электронно-лучевой печи / Шлеппер Я.А., Веселовский А.Н., Судоргин И.В., Сергиенко С.Н., Воронков Д.Г7/БИПМ. 2004.

11. Патент Российской Федерации на полезную модель МПК С22В 9/22 РФ № 74125. Установка для электронно-лучевой плавки металлов / Ячиков И.М., Сергиенко С.Н., Морозов А.П., Портнова И.В.//БИПМ. №17.2008.

Подписано в печать 02.09.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 612.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ МЕТАЛЛА В ЭЛП.

§1.1. Взаимосвязь свойств титана и его сплавов с особенностями его структуры и химического состава.

§ 1.2. Получение титановых слитков вакуумно-дуговым способом.

§ 1.3. Получение титановых слитков электронно-лучевым способом.

§ 1.4. Процессы рафинирования и формирования слитка при электронно-лучевой плавке.

§ 1.5. Пути дальнейшего совершенствования выплавки титановых слитков в ЭЛП.

§ 1.6. Способы использования электронных пучков в ЭЛП.

§ 1.7. Основные задачи исследования.

ГЛАВА II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ РАСПЛАВА И ПРОЦЕССОВ РАФИНИРОВАНИЯ В ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЕМКОСТИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПЕЧИ

§2.1. Описание объекта исследования.

§ 2.2. Промежуточная емкость ЭЛП-30, ее геометрические и. технологические характеристики.

§ 2.3. Теплофизические свойства титана.

§ 2.4. Использование электронного луча для повышения эффективности процессов, протекающих в промежуточной емкости.

2.4.1. Основные закономерности электронно-лучевого нагрева материала в печи.

2.4.2. Тепловое воздействие электронного луча на обрабатываемый материал.

4.3. Распределение мощности теплового воздействия на поверхность ПЕ при заданной траектории движения электронного луча

§ 2.5. Моделирование гидродинамических и тепловых процессов в промежуточной емкости.

2.5.1. Гидродинамические параметры расплава в промежуточной емкости.

2.5.2. Расчет тепловых параметров расплава в промежуточной емкости.

2.5.3. Результаты моделирования тепловых параметров расплава в промежуточной емкости.

§ 2.6. Математическая модель процессов рафинирования. в промежуточной емкости.

2.6.1. Дегазация металлов в вакууме и испарение примесей. с межфазной поверхности.

2.6.2. Математическое описание процессов рафинирования.

2.6.3. Результаты моделирования процессов рафинирования в промежуточной емкости.

§ 2.7. Выводы по 2 главе.

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ВЫПЛАВКЕ ТИТАНА В

ЭЛП С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЕМКОСТЬЮ.

§3.1. Использование ЭЛП для получения слитков из отходов

§ 3.2. Разработка способов легирования титана.

§ 3.3. Разработка основ технологии производства крупных слитков.

§ 3.4. Совершенствование процесса плавки в ЭЛП с промежуточной емкостью.

§ 3.7. Выводы по 3 главе.

ГЛАВА IV. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ НА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПЕЧИ С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЕМКОСТЬЮ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ

РЕШЕНИЙ.

§4.1. Задачи промышленных испытаний.

§ 4.2. условия проведения промышленных исследований на установке ЭЛП-30.

§ 4.3. Разработка способов легирования.

§ 4.4. Результаты испытаний технологии по получению слитка большой массы.

§ 4.5. Получение титанового слитка из отходов.

§ 4.6. Расчет ожидаемого экономического эффекта от. предлагаемых технических решений.

§ 4.7. Выводы по 4 главе.

Титан - прочный, легкий, гибкий металл, имеющий самый большой показатель отношения предела прочности к весу из всех конструкционных ма-т териалов. Он обладает высоким сопротивлением коррозии; и эрозии: Эти свойства делают возможным использование титана в широком диапазоне областей применения от турбинных двигателей до человеческих имплантатов: Однако при таких уникальных свойствах мировой рынок металлического титана составляет всего 75000 т/год (примерно 3% от потребления исходных материалов титана) [1]'. Главная причина—высокая стоимость металлического титана (он в 1000 раз дороже стали и в 200 раз дороже алюминия); Основная область применения металлического титана -— авиакосмическая промышленность, в которой спрос циклический и непостоянный.

Одна из причин высокой стоимости металлического титана - сложная технология его производства. Шихта из титанового сырья (рутил или титановый шлак) и кокса обрабатывается газообразным хлором для > получения' промежуточного продукта - тетрахлорида титана, который с помощью известных методов переводится в титановую губку [2].

Самый распространенный метод получения легированного и нелегированного металлического титана из губки — вакуумно-дуговой переплав (ВДГІ):. Этот процесс был разработан еще в 50-е годы прошлого века: и остается важной составляющей; технологии; производства- титана. Данная, технология является многостадийной. Титановая губка дробится и измельчается вместе с легирующими добавками (алюминий, ванадий, молибден, олово, цирконий), затем прессуется в брикеты, которые свариваются, чтобы получить электрод. Далее электрод расплавляется в ВДП. Так, например, для получения качественного слитка.марки ВТГ-00 необходимо несколько переплат вов.,

В качестве альтернативы ВДП для; получения титана и его сплавов можно использовать электронно-лучевую плавку (ЭЛП). В перспективе производство титана и его сплавов в ЭЛП позволит получать слитки за один передел за счет более глубокого вакуума и гибкого управления температурой металла.

В последнее время появилась электронно-лучевая плавка с промежуточной емкостью (ЭЛЛЕ). Которая позволяет создавать благоприятные условия для рафинирования от неметаллических включений и усреднения химического состава и исключить взаимосвязь между плавлением и кристаллизацией жидкого металла. Кроме того, ЭЛЛЕ пространственно разделяет эти два процесса, позволяя раздельно управлять ими. В России располагается одна из крупнейших в мире электронно-лучевых печей с промежуточной емкостью (ЭЛП-30 — отечественное обозначение; ЭМО-ЗО - западное обозначение), которая работает на предприятии ОАО «ОРМЕТО ЮУМЗ» (г. Орск).

Применение промежуточной емкости в электронно-лучевом переплаве решает ряд важнейших технологических проблем (по сравнению с ЭЛЛ и с ВДП), обладая возможностью: полностью исключить попадание в готовый слиток из шихты не расплавляемых тяжелых металлов и различных включений; выплавлять слитки и заготовки с сечением любого профиля; использования различных видов шихты, в том числе и отходов титановой промышленности;

раздельного управления процессами плавления, рафинирования и кристаллизации.

Однако при всех имеющихся достоинствах ЭЛЛЕ существует и ряд нерешенных проблем, например, распределение мощности между переплавляемой заготовкой, промежуточной емкостью (ПЕ) и кристаллизатором; практическая реализация использования различных видов шихты и легирования титана.

Технология получения титановых слитков на ЭЛП-30 была разработана более 25 лет назад и долгое время оставалась без существенных изменений. В настоящее время, технико-экономическая эффективность получения слитков титана на данной установке ниже, чем на ВДП. С учетом этого совершенствование технологии электронно-лучевой плавки титана с использованием промежуточной емкости для выявления существующих резервов является актуальной задачей.

С учетом этого совершенствование технологии электронно-лучевой плавки с использованием промежуточной емкости для получения титановых слитков является актуальным.

Цель работы. Выявление резервов ресурсосбережения при производстве титановых слитков крупной промышленной электронно-лучевой печи с промежуточной емкостью.

Основные задачи исследования.

1. Создать модель воздействия электронного луча на поверхность промежуточной емкости при разной схеме развертки-луча и выбрать рациональную, позволяющую усовершенствовать ее тепловую работу. Создать модели распределения температуры в расплаве и процесса его рафинирования в промежуточной емкости установки ЭЛП-30. Провести анализ теплового, состояния и кинетики удаления растворенных газов, а также металлических примесей от технологических параметров.

2. Разработать и обосновать новые технические решения: для получения легированных титановых слитков; для выплавки слитков из шихты с повышенной долей отходов; для получения крупных слитков.

3. Провести промышленную проверку новых технологических решений по совершенствованию технологии выплавки крупных качественных слитков титана и получения слитков из шихты с повышенным содержанием отходов. Провести сравнительный расчет себестоимости продукции, получаемой в ЭЛП-30 при переходе на производство более крупных слитков, а также при использовании в шихте большой доли титановых отходов.

Научная новизна работы заключается в следующем: показано, что вид развертки электронного луча по поверхности ванны промежуточной емкости оказывает существенное влияние на скорость нагрева металла и на процесс его рафинирования; установлено, что для усреднения импульсного воздействия теплового потока на обрабатываемый материал периоды разверток электронного луча по длине и ширине поверхности промежуточной емкости должны отличаться не менее чем в 10 раз; выявлено, что наиболее рационально использовать линейно-гармоническую развертку электронного пучка по поверхности промежуточной емкости; создана математическая модель теплового и гидродинамического состояния расплава в промежуточной емкости электронно-лучевой печи, позволяющая прогнозировать время обработки металла и его тепловое состояние.

Практическая значимость работы состоит в том, что в ходе промышленных исследований на установке ЭЛП-30: предложены новые параметры развертки электронного луча по поверхности ванны промежуточной емкости для повышения эффективности рафинирования расплава; установлена возможность получения крупных слитков массой 8 т; предложены изменения по совершенствованию технологии введения легирующих добавок; усовершенствована технология получения слитков с использованием шихты содержащей до 60% отходов титановой промышленности. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается проведением экспериментов на промышленных установках, использованием стандартных методик измерения, проводимых посредством поверенных приборов. Созданные математические детерминированные модели базируются на фундаментальных законах сохранения массы, энергии, импульса.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных конференциях: «Современные проблемы электрометаллургии» (Челябинск, 2001); «Специальная металлургия: вчера, сегодня, завтра» (Киев, 2002); «Металлургическая теплотехника: история, современное состояние, будущее» (Москва, 2006); «Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных конструкционных материалов и сплавов» (Орск, 2008). На Всероссийских конференциях: «Прочность и разрушение материалов и конструкций» (Орск, 2000); «Современные технологии в машиностроении» (Пенза 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей (в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК). Результаты исследований защищены патентом РФ на изобретение и патентом РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Она изложена на 134 страницах машинописного текста, включая 45 рисунков, 25 таблиц, 84 источника литературы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана методика расчета распределения среднего локального теплового потока, падающего на прямоугольную поверхность промежуточной емкости, в зависимости от мощности электронного пучка и заданных периодических функций его параметрической развертки.

2. Установлено, что для нагрева всей поверхности промежуточной емкости и усреднения импульсного воздействия теплового потока на обрабатываемый материал необходимо, чтобы периоды горизонтальной и вертикальной разверток электронного пучка отличались более чем в> 10 раз, при этом максимальная частота развертки по поверхности должна быть не менее 100 Гц. Показано, что для практического использования наиболее целесообразным является, применение линейно-гармонической' развертки электронного пучка по поверхности промежуточной емкости.

3. Предложена математическая» модель теплового и гидродинамического состояния расплава в промежуточной емкости электронно-лучевой печи, базирующаяся на решении нестационарной задачи переноса тепла в металле, позволяющая прогнозировать температуру расплава в процессе его рафинирования. Показано, что средняя температура обрабатываемого материала зависит от мощности луча и времени нахождения-расплава в промежуточной емкости. Установлено, что-для повышения температуры расплава в промежуточной емкости при его рафинировании мощность луча должна быть не менее 400 кВт.

4. Предложена математическая модель процессов-рафинирования титана в промежуточной емкости от газов и металлических примесей. Установлено, что, меняя мощность электронного луча, можно управлять процессом рафинирования в промежуточной емкости. Так при мощности 400 кВт содержание водорода снижается в 1,3 раза, а при 500 кВт — 2,2 раза.

5. Усовершенствован способ подачи шихты, содержащей до 60% отходов титановой промышленности, в ЭЛП-30 и предложена схема введения легирующих элементов в электронно-лучевую печь для получения круглых слитков диаметра 825 мм сплава титана Ть6А1-4У в электронно-лучевой печи с промежуточной емкостью.

6. Разработана схема получения крупных титановых слитков массой 8 т марки ВТ 1-0 в печи ЭЛП-30 и схема получения высококачественных слитков титана марки ВТ 1-00 за один передел из отходов титановой промышленности.

7. Рассчитан экономический эффект при переходе на производство крупных слитков (с 3 т на 8 т) и вовлечении в шихту большой доли отходов титановой промышленности (с 25% на 60%). Это дало снижение себестоимости продукции на 3%.

1. Аношкин Н.Ф. Международная конференция «Мировой бизнес и технические перспективы титана и титановых сплавов» 7-9 декабря 1998г. (г. Атланта, США)// Цветные металлы. — 1999, № 5.

2. Хазанов Л.Н. Титановые реалии // Металлоснабжение и сбыт / Хазанов Л.Н. 2007, № 9.

3. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов: учебник для вузов / Б.А. Колачев, В.И. Елагин, В.А. Ливанов. 3-е изд.,перераб.и доп. - М.: Изд-во МИСИС, 1999. - 416 с.

4. Еременко В.Н. Титан и его сплавы./ В.Н. Еременко — Киев. АН УССР, 1960.-190 с.

5. Гармата В.А. Металлургия титана/ В.А Гармата, Б.С. Гуляницкая, В.Ю Крамник. М.: Металлургия, 1967. - 206 с.

6. Зубков, Л.Б. Космический металл: (Все о титане) / Л.Б. Зубков. -М.: Наука, 1987.-128 с.

7. Никоноров М.А., Дыкова Т.П. МиТОМ, - 1965, - №5, - С. 15-21.

8. Борисов Е.А. Титан и его сплавы/ Е.А Борисов, С.Г Глазунов -М.: Оборонгиз, 960. 120 с.

9. Глазунов С.Г. Титан и его сплавы / С.Г Глазунов М.: Оборонгиз, 1960. - 342 с.

10. Юдкин B.C. Производство и литье сплавов цветных металлов. Технологические основы процессов литья цветных металлов и сплавов/ B.C. Юдкин М.: Металлургия, 1971. - 424 с.

11. Stephan Н. Elektron beav melting and casting production of reactive metals. In: Silva R. M. S. p, lb 1 - 2b 69.

12. Hentrich R., Fischhuber J., Valtingoier A. Erfahrungen mit Sonderschmelzanlagen. -Neue Hütte, 1971, Bd 16, №11, S. 644-650.

13. Smith H.R., Hunt Ch. d'A., Hanks Ch.W. Elektron bombardiment melting a hight vaguum technigue applied to metallurgy. - In: Matheson W.G.:

14. Vaguum Technologu.5th Nat. Symp. San Francisco, Calif. 1958. — York:Pergamon Press, 1959, P. 164 - 167.

15. Чечулин Б.Б. Титановые сплавы в машиностроении./ Б.Б ^iT^rj-y лин, С.С.Ушаков, И.Н. Разуваева, В.Н. Гольдфайн. Л.: Машиностро^0-Не 1977.-248 с.

16. Носова Г.И. Фазовые превращения в титаноых сплавах./ Г.1-ЗГ ^io сова. М.: Металлургиздат, 1958. - 180 с.

17. Буталов Л.В., Опыт освоения технологии изготовленияиз титана./ Л.В. Буталов, Ю.А. Филин//Литейное производство. ЛДЕГХпст; 1959., Вып.5. С. 10-12.

18. Линчевский Б.В. Вакуумная металлургия стали и сплавов/ jg g Линчевский М.: Металлургия, 1970. - 258 с.

19. Müller К. G. Vakuumtechnische Berechnungsgrundlagen. ^Wein heim/B: Veri. Chemie, 1961.

20. Goldsmith A., waterman Т., Hirschhjrn H. Handbook of Therrno-pj^s ical Properties of Solid Materials, vol. 1. New York: Pergamon Press, - 1961

21. N.N.:Vakuumtechnische Tabellen und Diagramme. Firmenprosj^ej^ W.: Leybold-Heraeus, Hanau, BRD.

22. Elektronenstrahlanlagen. Firmenprospekt: Kombinat VEB Lolc0rno tivbau Elektrotechnische Werke "Hans Beimler", Hennigsborf. DDR.

23. Eckstein H. J. Wärmebehandlung von Stahl. Leipzig: VEB Dtsch Verl. f. Grundstoffind. 1973.

24. Knüppel H. Desoxydation and Vakuumdehandlung von Stahlscxtunel zen/~ Düsseldorf: Verl/ Stahleisen, 1970.

25. Fiebler H., Rumberg D., Weiss C. Elektron beam production of steels In: Silva R. M., p. lc 1-lc 52.

26. Stephan Н/ Theory and principles of EB-melting and vapor deposi tion, equipment and practices. In: Silva R. M. S. 2a 1 - 2a 82.

27. Мовчан Б.Д. Электроннолучевая плавка и рафинирование метало и сплавов./ Б.Д. Мовчан, A.JI. Тихоновский, Ю.А. Курапов Киев: Наукова думка, 1973.-238 с.

28. Stephan Н. Elektron beav melting and casting production of reactive metals. In: Silva R. M. S. p, lb 1 - 2b 69.

29. Hentrich R., Fischhuber J., Valtingoier A. Erfahrungen mit Sonderschmelzanlagen. -Neue Hütte, 1971, Bd 16, - №11,S. 644 - 650.

30. Горшкова Е.И. Литье слитков цветных металлов и сплавов./ Е.И Горшкова Л.: Металлургия, 1952. — 287 с.

31. Knüppel Н. Desoxydation and Vakuumdehandlung von Stahlschmelzen/ Düsseldorf: Verl/ Stahleisen. - 1970.

32. Андреев A.A. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов./ А.А Андреев, Н.Ф. Аношкин, K.M. Бордецовская М.: Металлургия, 1978.-322 с.

33. Юдкин, B.C. Производство и литье сплавов цветных металлов. Технологические основы процессов литья цветных металлов и сплавов / B.C. Юдкин. -М.: Металлургия, 1971. 424 с.

34. Holden F. С., Ogben Н. R., Jaffee R. I., «Trans. Amer. Inst. Min.(Met.) Engrs.» - 1953, v. 197, p. 238-242

35. Жук, Г.В. Влияние мощности электронно-лучевого нагрева на структуру и свойства титановых слитков-// Металлургическая и горная промышленность / Г.В. Жук. 2003. - № 3. - С. 36-38.

36. Jaffee R.I., Ogden H.R., Maykuth D.I. «Trans. Amer. Inst. Min.(Met.) Engrs.» 1950, v. 188, P. 1261-1267.

37. Fenlay.W.L., Snyder I.A. «Trans. Amer. Inst. Min.(Met.) Engrs.» 1950, v. 188, P. 277-282.

38. Jennkins A.E.,Warner H.W. «Inst. OfMetas», 1951, v80, - №480, P.77.81.

39. Смит Г.Р. Электронно-лучевая плавка // Введение в технологию электронно-лучевых процессов. — М.: Металлургия, 1965. С. 153-165.

40. Гуттерман К.Д. Экспериментальное исследование энергетического баланса мощной электронно-лучевой плавильной установки // Электротермия, 1964. Вып. 40. - С. 18-20.

41. Арденне М. О развитии метода плавки электронными лучами / М. Арденне, С. .Шиллер // Электротехника, 1964. №8. - С. 61-63.

42. Тарасов A.B. Металлургия титана / A.B. Тарасов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 328 с.

43. Флеменге М. Процессы затвердевания / М. Флеменге — М.: Мир, 1977.-423 с.

44. Weiss С. u.a. Verfahrren zur herstellung von Verbundwerkstoffen. DWP 109538 (1974).

45. Арифов У.А. Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела/ У.А. Арифов. М.: Наука, 1968. - 396 с.

46. Шиллер 3. Электронно-лучевая технология./ 3. Шиллер, У. Гай-зик, 3. Панцер М.: Энергия, 1980. - 528 с.

47. Flügge S. Handbuch der Physik, Bd 33. Korpuskularoptik. -Heidelberg: Springer-Verlag, 1956.47. v. Ardenne M. Tabellen zur angevandten Physik, Bd 1,2. Aufl. Berlin: VEB Dtsch. Verl. d. Wiss., 1962.

48. El-Kareh А. В., El-Kareh J. C. J. Elektron Beams, Lenses and Optics. — London: Akademie Press, 1970.

49. Klemperer Р., Barnett M.E. Elektron Optics. Cambridge: Univ. Press, 1971.

50. Патон Б.Е. Получение мелкокристаллического слитка при ЭЛП с промежуточной емкостью/ Б.Е. Патон, A.JI. Тихановский, Д.А. Козлитин и др // Проблемы спец. электрометаллургии, 1990. Вып. 1. - С. 57-61.

51. Ахонин С.В. Кинетика процесса десорбции кислорода и углерода из расплава тугоплавких металлов / С.В. Ахонин, M.JI. Жадкевич // Известия РАН. Металлы, 1997. №5. - С. 17-19.

52. Рыкалин H.H. Основы электронно-лучевой обработки материалов/ H.H. Рыкалин, И.В. Зуев, A.A. Углов М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.

53. Рыкалин Н. Н., Зуев И. В., Углов A.A. Основы электроннолучевой обработки материалов. -М.: Машиностроение, 1978. — 239 с.

54. Патон Б.Е., Тиригуб Н.П., Козлитин Д.А. и др. Электроннолучевая плавка. Киев: Наукова думка, 1997. - 265 с.

55. Лыков A.B. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967.-600 с.

56. Самохвалов Г.В., Черныш Г.И. Электрические печи черной металлургии. М. Металлургия, 1984. 232 с.

57. Мовчан Б.А. и др. Электронно-лучевая плавка и рафинирование металлов и сплавов. Киев: Наук. Думка, 1973. — 240 с.

58. Теплофизические свойства титана и его сплавов: Справ, изд./ Пе-лецкий В.Э., Чеховской В.Я., Бельская Э.А. и др. М.: Металлургиздат, 1985. -103 с.

59. Гармата В.А., Петрунько А.Н., Галицкий Н.В.и др. Титан.- М.: Металлургия, 1983. 559 с.

60. Шиллер 3. и др. Электронно-лучевая технология: Пер. с нем./ 3. Шиллер, У. Гайзиг, 3. Панцер: Энергия, 1980.— 528 с.

61. Ерохин A.A. Плазменно-дуговая плавка металлов и сплавов. М.: Наука, 1975.- 188 с.

62. Сталеплавильное производство. Т. 1. Справочник под общ. ред. A.M. Самарина. М.: Металлургия, 1964. 104 с.

63. Смитлз К. Дж. Металлы. М.: Металлургия. 1980. 447 с.

64. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. — М.: Физматгиз, 1959.-699 с.

65. Григорян В. А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А .Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. -М.: Металлургия, 1987. -271 с.66; Бенетт К.О., Майерс Д.Е. Гидродинамика, ; теплообмен и массо-обмен. М.: Недра, 1966. 726 с.

66. Ланге К.В. Массообмен между газами и металлами при наличии естественной конвекции // Кинетика и термодинамика взаимодействия газов с жидкими металлами. М.: Наука, 1974. G. 21-28.

67. Краткий справочник физико-химических величин/ Под ред. А.А. Равделя и А.М. Понаморевой.-Л.: Химия, 1983 . 232 с.

68. Смитлз К. Дж. Металлы / К.Дж Смитлз М.: Металлургия. 1980. -447 с. •

69. Serman А.М., Sommer C.J., Froes F.H., The Use of Titanium in production Automobilies: Polential and challenqes// JOM. May - 1997.- P. 38-41.

70. Веселовский A.H. Получение титановых слитков из отходов / А.Н. Веселовский, С.Н. Сергиенко // Электрометаллургия. — 2002, №3. С. 36-37. ■ ■ ■ '

71. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика / B.F. Левич. — М.: Физматгиз, 1959. 699 с.

72. Арифов У. А. Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела /У.А. Арифов. — М::' Наука, 1968. — 369 с.

73. Сергиенко С.Н: Отливка титановых слитков в ЭЛП-30/ С.Н. Сергиенко, А.Н. Веселовский // Электрометаллургия. — 2001. №11. - С. 33-34.

74. Патент на изобретение РФ № 2231567. Способ легирования сплавов в электронно-лучевой печи / Шлеппер Я:А., Веселовский А.Н., Судоргин И .В., Сергиенко С.Н., Воронков Д.Г. Опубл. 06.05.2002.

75. Краус Т., Винглер О. Введение в технологию электроннолучевых процессов /Под ред. И. А. Ольшанского. М.: Металлургия, 1965. — 268 с.

76. Кондратий Н.П., Васюра В.Н. Перспективные направления деятельности ООО «КБВМО» в области электронно-лучевой металлургии. / Н.П. Кондратий, В.Н. Васюра // Титан. 2006, - №1, С. 29-30.

77. Xiaojun Wang, Zhanqian Chen, Feng Chen, Wei Zou, Jing Jiang, Qi Gao. "The ElectronBeam Cold Hearth Melting Technology": Proc. Of the 11th World Conf. on Titanium,Kyoto, Japan, 3-7 June 2007. Vol.l - P. 185-188.

78. Патент на полезную модель РФ № 74125. Установка для электронно-лучевой плавки металлов / Ячиков И.М., Сергиенко С.Н., Морозов А.П., Портнова И.В. Опубл. 20.06.2008.