RU2338622C2 - Method and device of disk bottom tapping of volkov's system - Google Patents

Method and device of disk bottom tapping of volkov's system Download PDF

Info

Publication number
RU2338622C2
RU2338622C2 RU2004102786/02A RU2004102786A RU2338622C2 RU 2338622 C2 RU2338622 C2 RU 2338622C2 RU 2004102786/02 A RU2004102786/02 A RU 2004102786/02A RU 2004102786 A RU2004102786 A RU 2004102786A RU 2338622 C2 RU2338622 C2 RU 2338622C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
mold
metal
billet
bath
Prior art date
Application number
RU2004102786/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004102786A (en
Inventor
Анатолий Евгеньевич Волков (RU)
Анатолий Евгеньевич Волков
Original Assignee
Анатолий Евгеньевич Волков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Евгеньевич Волков filed Critical Анатолий Евгеньевич Волков
Priority to RU2004102786/02A priority Critical patent/RU2338622C2/en
Publication of RU2004102786A publication Critical patent/RU2004102786A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2338622C2 publication Critical patent/RU2338622C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: in melted stock, installed on circular mold stool, there is produced bath of melted metal by means of heating. Before building up of a specified volume of melt tapping of melt into a mold is detained by means of electromagnetic field effect onto melt. The moment of melting is controlled by a sensor. Melt is tapped into the mold surrounded by an inductor. At melt tapping the flow is retarded by pulsating electromagnetic field to prevent premature pouring of melt onto walls of the mold. The circular mold stool is equipped with folding bottom which facilitates stock building up to a specified thickness. Before building up of the stock a case out of re-melted metal is mounted onto the case. At bath tapping via the top of the case melt is completely freed from light and heavy impurities.
EFFECT: facilitating of extended process capabilities and efficiency of method implementation.
4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для литья любых металлов, включая тугоплавкие и химически активные. Наиболее близким техническим решением является способ штамповки и импульсной обработки жидкого металла - "импульсной объемной штамповки" [1], при котором получение расплава осуществляется в проплавляемой заготовке, который затем поступает в изложницу, где на расплав воздействуют газовым давлением, давлением прессования и ковки через пуансон, а при кристаллизации на расплав накладывают механические и электромагнитные колебания. Для получения ванны расплава в установку закладывается ранее наплавленный диск, при проплавлении которого происходит слив расплава в форму.The invention relates to the field of foundry and can be used for casting any metals, including refractory and chemically active. The closest technical solution is the method of stamping and pulsed processing of liquid metal - "pulsed volumetric stamping" [1], in which the melt is produced in a melted billet, which then enters the mold, where the melt is subjected to gas pressure, pressing and forging pressure through a punch , and during crystallization, mechanical and electromagnetic vibrations are imposed on the melt. To obtain a bath of melt, a previously deposited disk is laid in the installation during melting of which the melt is drained into a mold.

Методы литья с кристаллизацией под давлением обеспечивают высокую плотность отливок, близкую к плотности деформируемых заготовок, и достаточно однородную структуру.Pressure crystallization casting methods provide a high density of castings, close to the density of deformable workpieces, and a fairly uniform structure.

В качестве ближайшего аналога способа и устройства дискового донного слива принимается способ и устройство для литья металлов, раскрытые в документе RU 2286398 C2, 27.09.2003 г. [2].As the closest analogue to the method and device for bottom discharging, a method and device for casting metals is disclosed in RU 2286398 C2, 09.27.2003 [2].

Поставленная цель достигается тем, что способ литья металлов включает получение ванны расплава металла в проплавляемой заготовке, имеющей форму диска, фиксирование момента проплавления заготовки датчиком слежения, донный слив расплава в изложницу, отличающийся тем, что путем воздействия на расплав пульсирующим электромагнитным полем слив расплава в изложницу задерживают до наплавления заданного объема, а при сливе расплава в изложницу осуществляют торможение потока расплава пульсирующим электромагнитным полем для предотвращения преждевременного попадания расплава на стенки изложницы. Проплавляемую заготовку наплавляют путем расплавления расходуемого электрода с получением донного гарнисажа толщиной, способной удерживать наплавленный жидкий расплав. Устройство для литья металлов, содержащее кольцевой поддон, проплавляемую заготовку, установленную на кольцевой поддон, расходуемый электрод, датчик слежения, фиксирующий момент проплавления заготовки, индуктор, изложницу, отличается тем, что кольцевой поддон снабжен откидным днищем, а индуктор расположен по всей длине изложницы, при этом изложница выполнена с переменным сечением по длине. Откидное днище снабжено охлаждаемым конусом, расположенным соосно с днищем и направленным в сторону проплавляемой заготовки, а также кожухом, выполненным из рафинированного металла и установленным на охлаждаемом конусе.The goal is achieved in that the metal casting method includes obtaining a molten metal bath in a molten billet having a disk shape, fixing the moment of billet melting with a tracking sensor, bottom melt discharge into the mold, characterized in that by melt pulsating electromagnetic field impact the melt into the mold delayed until the specified volume is deposited, and when the melt is drained into the mold, the melt flow is decelerated by a pulsating electromagnetic field to prevent ezhdevremennogo falling melt in the mold wall. The melted billet is fused by melting the consumable electrode to obtain a bottom skull with a thickness capable of holding the deposited liquid melt. A metal casting device comprising a ring tray, a melted billet mounted on a ring tray, a consumable electrode, a tracking sensor, fixing the penetration time of the workpiece, an inductor, a mold, characterized in that the ring tray is equipped with a hinged bottom, and the inductor is located along the entire length of the mold, wherein the mold is made with a variable cross-section along the length. The hinged bottom is equipped with a cooled cone located coaxially with the bottom and directed towards the meltable workpiece, as well as a casing made of refined metal and mounted on a cooled cone.

Предложенный способ реализует установка, представленная на фиг.1, в качестве примера для получения ванны расплава выбран электродуговой нагрев. Установка включает проплавляемую заготовку 1 в виде диска, ванну расплава 2, индуктор 3, выполненный в виде соленоида, изложницу 4 в виде медной длинномерной трубы и поддон 5, который имеет убирающееся в сторону охлаждаемое днище 6. Данное усовершенствование предназначено для того, чтобы ускорить выплавку подготовительного диска 1, увеличить ванну расплава и сократить количество подготовительных операций. При подготовке плавки в аналоге для того, чтобы выплавить диск, требовалась отдельная изложница, в которой он выплавлялся, затем после остывания окончательно устанавливался в установку.The proposed method implements the installation shown in figure 1, as an example to obtain a bath of the melt selected electric arc heating. The installation includes a pro-melting billet 1 in the form of a disk, a melt bath 2, an inductor 3 made in the form of a solenoid, a mold 4 in the form of a long copper pipe and a pan 5, which has a cooling bottom swiveling to the side 6. This improvement is intended to accelerate smelting preparatory disk 1, increase the melt pool and reduce the number of preparatory operations. In preparing the smelting in the analogue, in order to melt the disk, a separate mold was required, in which it was smelted, then after cooling it was finally installed in the installation.

Установка ДЦС с электромагнитным торможением позволяет направлять расплав металла строго по центру изложницы в отличие от традиционного метода ГРЭ и работает следующим образом: в шахту 8, расположенную ниже уровня пола, устанавливается медная изложница 4 с днищем 7, вокруг которого намотан медной трубой охлаждаемый соленоид 3. Над изложницей 4 устанавливается медный охлаждаемый поддон 5 в виде емкости с медным охлаждаемым днищем 6, которое способно убираться вниз и в сторону для освобождения пространства для слива расплава. Сверху поддона устанавливается купол 10, внутри которого размещается расходуемый титановый электрод 15, удерживаемый поршнем 12 и цилиндром 11, составляющим пневматический односторонний привод. При движении электрода 15 вверх в полость цилиндра накачивается под давлением воздух, а при движении вниз из полости цилиндра воздух откачивается до разрежения ниже атмосферного, если того требует передвижение электрода. После того, как откачан воздух из-под купола 10, на электрод 15 подается ток по охлаждаемому кабелю 16 и в момент его замыкания на поддоне 5 возникает дуга (фиг.1а). За счет расплавления расходуемого электрода 15 на днище 6 и поддоне 5 формируется диск 1 определенной величины (фиг.1б), способный удерживать жидкую ванну расплава 2. После чего днище 6 отводится вниз и в сторону, открывая донную часть диска 1 для светового датчика 9, с помощью которого в дальнейшем регулируется наплавление заданной по объему ванны расплава 2. Достигнув необходимого объема, расплав 2 проплавляет днище диска 1 (фиг.1в), что фиксируется датчиком слежения 9, после чего на соленоид 3 подается переменный ток, который, если того требует технический процесс, может задержать от слива из диска 1 расплав металла. Если же расплава достаточно для заполнения им изложницы 4, то переменный ток на соленоид 3 поступает такой величины, чтобы предотвратить преждевременное попадание расплава на кристаллизатор и снизить скорость его слива. При заполнении кристаллизатора расплавом (фиг.1г) на него продолжает действовать электромагнитное поле соленоида, формируя мелкозернистую структуру металла.The installation of a DCS with electromagnetic braking makes it possible to direct the metal melt strictly in the center of the mold, in contrast to the traditional GRE method, and works as follows: a copper mold 4 with a bottom 7 is installed in the shaft 8, located below the floor level, around which a cooled solenoid 3 is wound with a copper pipe. Above the mold 4, a copper cooled tray 5 is installed in the form of a container with a copper cooled bottom 6, which can be retracted down and to the side to free up space for draining the melt. On top of the pallet, a dome 10 is installed, inside of which a consumable titanium electrode 15 is held, held by a piston 12 and a cylinder 11 constituting a pneumatic one-way drive. When the electrode 15 moves up into the cylinder cavity, air is pumped under pressure, and when moving down from the cylinder cavity, the air is pumped out to a vacuum below atmospheric, if the movement of the electrode requires it. After the air is pumped out from under the dome 10, current is supplied to the electrode 15 through the cooled cable 16 and at the moment of its closure, an arc appears on the pallet 5 (Fig. 1a). Due to the melting of the consumable electrode 15 on the bottom 6 and the pan 5, a disk 1 of a certain size is formed (Fig. 1b), which is able to hold the liquid bath of the melt 2. After that, the bottom 6 is taken down and to the side, opening the bottom of the disk 1 for the light sensor 9, with the help of which the deposition of the melt 2 set according to the volume of the bath is subsequently regulated. After reaching the required volume, the melt 2 melts the bottom of the disk 1 (Fig. 1c), which is detected by the tracking sensor 9, after which an alternating current is supplied to the solenoid 3, which, if required those process can delay molten metal from draining from disc 1. If the melt is sufficient to fill the mold 4, then an alternating current is supplied to the solenoid 3 of such a magnitude as to prevent premature ingress of the melt on the mold and reduce its drainage rate. When the mold is filled with a melt (Fig. 1d), the electromagnetic field of the solenoid continues to act on it, forming a fine-grained metal structure.

Принимая определенные габариты установки и силовые параметры энергоносителей, проведем расчет усилий воздействия электромагнитного поля на металл.Taking certain dimensions of the installation and power parameters of energy carriers, we will calculate the forces of exposure to the electromagnetic field on the metal.

Расплав в проплавляемой заготовке может быть получен методом дугового, электронно-лучевого, плазменного, индукционного и т.п. нагрева. Для простоты расчета принимаем, что изложница выполнена длиной 3 м, внутренним диаметром 100 мм, а наружным 120 мм. Соленоид намотан медной трубой с диметром наружным 40 мм и внутренним 30 мм, а также с изоляцией по поверхности диаметром 50 мм вдоль изложницы одним слоем в 60 витков. В качестве металла, заливаемого в кристаллизатор, принимаем расплав титана.The melt in the melted billet can be obtained by the method of arc, electron beam, plasma, induction, etc. heating up. For ease of calculation, we assume that the mold is made with a length of 3 m, an inner diameter of 100 mm, and an outer diameter of 120 mm. The solenoid is wound with a copper pipe with an outer diameter of 40 mm and an internal 30 mm, and also with insulation on a surface with a diameter of 50 mm along the mold with one layer of 60 turns. As the metal poured into the mold, we take the titanium melt.

Согласно закономерности [3], по которой, для того чтобы удержать металл при минимальном нагреве и минимальных потерях энергии в индукторе, следует понижать частоту поля до предела, когда отношение диаметра расплава металла d к глубине проникновения поля Δ не должно быть меньше 4. В случае заполнения расплавом титана кристаллизатора диаметром 100 мм глубина проникновения поля Δ в металл соответственно должна быть равна 25 мм. Необходимая частота f, при которой выполняется это соотношение, будет равна 500 Гц.According to the law [3], according to which, in order to retain the metal with minimal heating and minimum energy loss in the inductor, the field frequency should be reduced to the limit when the ratio of the diameter of the metal melt d to the depth of penetration of the field Δ should not be less than 4. In the case filling a mold with a molten titanium of a crystallizer with a diameter of 100 mm, the depth of penetration of the field Δ into the metal should be equal to 25 mm The necessary frequency f, at which this ratio is satisfied, will be equal to 500 Hz.

Как известно, в поверхностном слое металла, вследствие взаимодействия индуктированного тока с вызвавшим его полем, возникают механические силы, оказывающие давление на металл. Электромагнитное давление на металл (Па) выражается формулой:As you know, in the surface layer of a metal, due to the interaction of the induced current with the field that caused it, mechanical forces arise that exert pressure on the metal. The electromagnetic pressure on the metal (Pa) is expressed by the formula:

σ=μ·H2/4,σ = μ · H 2/4,

где μ - магнитная проницаемость, для расплава равна 4π·10-7 г/м;where μ is the magnetic permeability, for the melt is 4π · 10 -7 g / m;

Н - напряженность магнитного поля, А/м.N - magnetic field strength, A / m.

Расплав металла, не прозрачный для поля, испытывает с его стороны давление, пропорциональное квадрату напряженности магнитного поля у его поверхности, не зависящее от частоты поля. Следовательно, одинаковое силовое воздействие на металл осуществляется при условии одинакового тока в индукторе.A metal melt, which is not transparent to the field, experiences pressure on its side, proportional to the square of the magnetic field strength at its surface, independent of the field frequency. Therefore, the same force on the metal is carried out under the condition of the same current in the inductor.

Увеличение тока ограничивается возможностью охлаждения индуктора. Максимально [3] допустимые потери токонесущей части меди индуктора 300 Вт/см2, следовательно, при частоте тока 500 Гц предельно допустимая напряженность магнитного поля у поверхности активной части индуктора рассчитывается по формуле:The increase in current is limited by the possibility of cooling the inductor. The maximum [3] allowable losses of the current-carrying part of the copper of the inductor are 300 W / cm 2 , therefore, at a current frequency of 500 Hz, the maximum permissible magnetic field strength at the surface of the active part of the inductor is calculated by the formula:

Нп=4,6·106/4√f=9,71·105 А/м.H n = 4.6 × 10 6/4 √f = 9,71 · 10 5 A / m.

Исходя из этого, максимально возможный переменный ток J, который можно пропустить по соленоиду, будет равен:Based on this, the maximum possible alternating current J, which can be passed through the solenoid, will be equal to:

J=Д·Н/n=0,12 м·9,71·105 А/м/60=1942 А,J = D · N / n = 0.12 m · 9.71 · 10 5 A / m / 60 = 1942 A,

где Д - внутренний диаметр соленоида;where D is the inner diameter of the solenoid;

n - количество витков.n is the number of turns.

Давление со стороны переменного магнитного поля на металл будет соответственно:The pressure from the side of the alternating magnetic field on the metal will be, respectively:

σ=μ·H2/4=2,95 ат.σ = μ · H 2/4 = 2.95 atm.

В обычном состоянии длительное время медная труба диаметром 40 мм, с толщиной стенки 5 мм может пропускать постоянный ток, плотностью 5 А/мм2, что соответствует 3000 А. Если же данную величину тока пропускать кратковременно при переменном режиме, то давление на металл может достигнуть 7 ат. При заливке расплавом кристаллизатора, для предотвращения попадания расплава металла на его стенки, кратковременно в течение 1÷5 сек можно пропускать по соленоиду ток данной величины, не рискуя расплавить соленоид. При использовании в конструкции Биттеровского соленоида предельно допустимая мощность может быть повышена еще в 5÷10 раз, а следовательно, давление со стороны поля соленоида на расплав металла может быть значительно увеличено, что позволяет достаточно широко регулировать диапазон воздействия давления на расплав металла.In the normal state, for a long time, a copper pipe with a diameter of 40 mm, with a wall thickness of 5 mm can pass a direct current with a density of 5 A / mm 2 , which corresponds to 3000 A. If this current value is passed briefly under alternating conditions, then the pressure on the metal can reach 7 at. When a mold is filled with a melt, to prevent a metal melt from falling onto its walls, a current of a given value can be passed through the solenoid for a short period of 1 ÷ 5 without risking to melt the solenoid. When using the Bitter solenoid in the design, the maximum allowable power can be increased by another 5 ÷ 10 times, and therefore, the pressure from the side of the solenoid field on the metal melt can be significantly increased, which allows a fairly wide control of the range of pressure effects on the metal melt.

Далее определяем гидростатическое давление в ванне расплава титана и в кристаллизаторе:Next, we determine the hydrostatic pressure in the bath of the titanium melt and in the mold:

P=γ·g·h;P = γ · g · h;

где γ - плотность расплава титана 4,15·103 кг/м3;where γ is the density of the titanium melt 4.15 · 10 3 kg / m 3 ;

h - высота столба расплава, м.h is the height of the melt column, m

Глубина ванны расплава составляет 0,2 м, следовательно, на ее дне давление составляет:The depth of the molten bath is 0.2 m, therefore, at its bottom, the pressure is:

Р=(4,15·103 кг/м3)·(9,8 м/с2)·0,2 м=8,134·103 Па=0,08 ат.P = (4.15 · 10 3 kg / m 3 ) · (9.8 m / s 2 ) · 0.2 m = 8.134 · 10 3 Pa = 0.08 at.

Расчеты показывают, что электромагнитное давление, создаваемое соленоидом, находящимся снизу ванны расплава, даже при токе менее 100 А может обеспечить удержание расплава металла от вытекания его из проплавляемой заготовки. При заполнении кристаллизатора максимальное давление столба расплава в его нижней части будет достигать 1,23 ат. Для того, чтобы удержать этот столб металла магнитным полем соленоида и не дать ему коснуться днища изложницы, достаточно пропустить по соленоиду переменный ток величиной около 1000 А.Calculations show that the electromagnetic pressure created by the solenoid located at the bottom of the molten bath, even at a current of less than 100 A, can ensure that the metal melt is kept from flowing out of the melted billet. When filling the mold, the maximum pressure of the melt column in its lower part will reach 1.23 at. In order to hold this column of metal with the magnetic field of the solenoid and prevent it from touching the bottom of the mold, it is enough to pass an alternating current of about 1000 A. through the solenoid.

При свободном падении в изложницу расплав металла развивает максимальную скорость, равную 4,5 м/с, при средней скорости металла 2,25 м/с сплошным потоком изложница может заполниться за время примерно 1,5 сек. Но так как металлургия титановых сплавов имеет свои особенности, то для получения качественного металла слитка целесообразно уменьшить скорость течения расплава, причем желательно, чтобы наиболее холодные слои расплава первые покинули ванну, тем самым обеспечив направленную кристаллизацию слитка. Металл, если снизить скорость его течения, постепенно уходит из проплавляемого диска в изложницу, при этом наиболее холодные и тяжелые слои металла первые поступают в его полость, не касаясь боковой стенки. За счет медленного спуска расплава нагретые слои все время находятся в верхней части ванны, не захватываясь медленным потоком расплава, поступающего в изложницу. За время спуска расплава нагреватель, расположенный в верхней части диска, продолжает работать и дополнительно подогревает и наполняет металл для изделия. Пульсирующее электромагнитное поле соленоида, если того требует технологический процесс, может удерживать расплав от вытекания из диска при уже полностью проплавленном днище, это позволяет доплавлять недостающую часть металла на изделие. Данные особенности предлагаемого процесса позволяют изготовлять длинномерные заготовки из очень большой ванны расплава, при этом не нарушая равномерности их кристаллизации. Пульсирующее электромагнитное поле позволяет использовать составные изложницы и формы, не опасаясь затекания расплава в места их стыка. Для слива расплава можно выбирать различную скорость заполнения изложницы, если того требует технологический процесс, то заполнение можно осуществить вообще без ускорения. В данном случае, если выбрать скорость постоянной и в среднем равной 0,5 м/с, то для заполнения изложницы, потребуется время, равное 6 сек, при этом поток расплава будет ламинарным.With a free fall into the mold, the metal melt develops a maximum speed of 4.5 m / s, with an average metal speed of 2.25 m / s, the mold can fill up with a continuous flow in about 1.5 seconds. But since the metallurgy of titanium alloys has its own characteristics, it is advisable to reduce the melt flow rate to obtain a high-quality ingot metal, and it is desirable that the coldest melt layers first leave the bath, thereby providing directional crystallization of the ingot. Metal, if its flow rate is reduced, gradually leaves the molten disc in the mold, while the coldest and heaviest layers of metal first enter its cavity without touching the side wall. Due to the slow descent of the melt, the heated layers are always in the upper part of the bath, not being captured by the slow stream of melt entering the mold. During the descent of the melt, the heater located in the upper part of the disk continues to work and additionally heats and fills the metal for the product. The pulsating electromagnetic field of the solenoid, if required by the technological process, can keep the melt from flowing out of the disk with the bottom already completely melted, this allows the missing part of the metal to be melted onto the product. These features of the proposed process make it possible to produce lengthy workpieces from a very large melt pool, without violating the uniformity of their crystallization. A pulsating electromagnetic field allows the use of composite molds and shapes, without fear of melt flowing into the joints. To drain the melt, you can choose a different filling speed of the mold, if the process requires it, then filling can be done without acceleration at all. In this case, if you choose a constant speed and an average of 0.5 m / s, then to fill the mold, it will take a time equal to 6 seconds, and the melt flow will be laminar.

Данный характер потока резко уменьшает ликвационную неоднородность расплава и стремится сформировать недендритную структуру металла. Расплав, не соприкасаясь непосредственно с медной поверхностью изложницы, формирует слиток, приобретающий поверхность повышенной чистоты, при этом традиционный поверхностный быстрозакристаллизованный слой металла отсутствует, что в дальнейшем не потребует его поверхностной обточки.This nature of the flow sharply reduces the segregation heterogeneity of the melt and tends to form a non-dendritic metal structure. The melt, without contacting directly with the copper surface of the mold, forms an ingot acquiring a surface of high purity, while the traditional surface quick-crystallized metal layer is absent, which will not require surface turning in the future.

В установке ДДС, где применяется электромагнитное торможение, для снижения затрат на оборудование целесообразно применять промышленную частоту 50 Гц. Глубина проникновения поля в металл при частоте 50 Гц равна 80 мм. Для того чтобы соленоид не вышел из стоя из-за повышенного нагрева, отношение Д/Δ=4, следовательно, диаметр формируемого слитка в пульсирующей изложнице с частотой 50 Гц должен быть не меньше 320 мм. При допустимой напряженности магнитного поля у поверхности активной части, равной 1,72·106 А/м, давление σ (Па), действующее на металл, составит 9,32·105 Па=9,32 ат, а сила тока, создающая это давление, равна 11000 А. Гидростатическое давление столба расплава титана, равное 9,32 ат, достигается только при высоте 23 м.In the DDS installation, where electromagnetic braking is used, it is advisable to use an industrial frequency of 50 Hz to reduce equipment costs. The depth of penetration of the field into the metal at a frequency of 50 Hz is 80 mm. In order that the solenoid does not come out of standing due to increased heating, the ratio D / Δ = 4, therefore, the diameter of the formed ingot in the pulsating mold with a frequency of 50 Hz should be at least 320 mm. With an allowable magnetic field strength at the surface of the active part equal to 1.72 · 10 6 A / m, the pressure σ (Pa) acting on the metal will be 9.32 · 10 5 Pa = 9.32 at, and the current generating this pressure is 11000 A. The hydrostatic pressure of the titanium melt column, equal to 9.32 atm, is achieved only at a height of 23 m.

Использовать предлагаемое изобретение, в частности, можно для производства титановых слитков первого переплава.The invention can be used, in particular, for the production of titanium ingots of the first remelting.

[4]. На основании анализа зависимости производительности печей от роста диаметра слитка можно сделать следующие выводы. По данным работ [4] на графике (фиг.2) показано, как с увеличением диаметра слитка, при одинаковой длине, увеличивается производительность печи. В данном случае с увеличением площади слитка в 6 раз производительность увеличивается на 50%. При этом, как показывает график (фиг.3), в зависимости от массы выплавляемого слитка, трудоемкость и затраты машинного времени в среднем снижаются на 25%, при увеличении массы в 8 раз.[four]. Based on the analysis of the dependence of furnace productivity on the growth of the ingot diameter, the following conclusions can be made. According to the work [4] on the graph (figure 2) shows how with increasing diameter of the ingot, with the same length, the productivity of the furnace increases. In this case, with an increase in the area of the ingot by 6 times, the productivity increases by 50%. Moreover, as the graph shows (figure 3), depending on the mass of the smelted ingot, the complexity and cost of machine time on average decrease by 25%, with an increase in mass by 8 times.

[5]. Как известно, пресса усилием до 100 МН, могут прессовать электроды диаметром 350÷650 мм, из которых производят слитки первого переплава диаметром 560÷850 мм, массой 2500÷5000 кг и длиной 2000÷2600 мм.[5]. As you know, a press with a force of up to 100 MN, electrodes with a diameter of 350 ÷ 650 mm can be pressed, from which they produce ingots of the first remelting with a diameter of 560 ÷ 850 mm, weighing 2500 ÷ 5000 kg and a length of 2000 ÷ 2600 mm.

Если для производства слитков первого переплава применить метод Дискового донного слива (ДДС), то с экономической точки зрения целесообразно при получении ванны расплава применять в качестве расходуемых электродов прессованные электроды, собранные в определенный пакет (фиг.4; 5). Данная компоновка позволяет производить ванну расплава большого диаметра при ее относительно малой глубине, что дает следующие производственные преимущества:If for the production of ingots of the first remelting, the method of Disk bottom discharge (DDS) is used, then from an economic point of view it is advisable to use extruded electrodes assembled in a specific package as consumable electrodes (Fig. 4; 5). This arrangement allows the production of a bath of large diameter melt at a relatively shallow depth, which gives the following manufacturing advantages:

- более точное управление процессом при получении необходимого объема ванны расплава;- more precise process control upon receipt of the required volume of the molten bath;

- снижение тепловых потерь на дуге за счет увеличения торцевой площади расплава по отношению к боковой площади дуги на электроде;- reduction of heat loss on the arc by increasing the end area of the melt relative to the lateral area of the arc on the electrode;

- ванна расплава имеет небольшой температурный перегрев по всему объему;- the melt bath has a slight temperature overheating throughout the volume;

- конструкция печи становится более компактной;- the design of the furnace becomes more compact;

- рафинирование от газовых и летучих примесей становится более эффективным за счет большой площади ванны расплава и т.п.- refining from gas and volatile impurities becomes more efficient due to the large area of the molten bath, etc.

В качестве примера производства слитков первого переплава рассмотрим печь ДЦС, изображенную на фиг.4.As an example of the production of ingots of the first remelting, we consider the DCB furnace shown in Fig. 4.

Составной слиток для первого переплава состоит из семи прессованных электродов диаметром 650 мм, длиной 2500 мм. Общий максимальный диаметр составного слитка будет равен 1950 мм. Данный диаметр создает ванну расплава в проплавляемом диске, примерно 2900 мм, глубиной 580 мм. Ванна расплава с данными габаритами занимает объем 0,97 м3. Соответственно масса расплава составляет 4020 кг. При заливке кристаллизатора ⌀600 мм будет получена длина слитка первого переплава, равная 3,15 м. Плавка может быть проведена на токе 60÷100 кА с подачей переменного тока на соленоид, равной 500÷1000 А, с промышленной частотой 50 Гц, что позволит в широких пределах влиять на поток расплава, поступающий в изложницу. Учитывая плотность прессованных электродов, равную 3,7 г/см3, весь составной электрод будет весить (1 электрод 3,1 т) 21,5 т. Следовательно, при ванне 4,02 т. Его можно будет переплавить в среднем за пять раз.The composite ingot for the first remelting consists of seven extruded electrodes with a diameter of 650 mm and a length of 2500 mm. The total maximum diameter of the composite ingot will be 1950 mm. This diameter creates a molten bath in the fused disc, approximately 2900 mm, 580 mm deep. The molten bath with these dimensions occupies a volume of 0.97 m 3 . Accordingly, the mass of the melt is 4020 kg. When casting a mold ⌀600 mm, the length of the first remelting ingot equal to 3.15 m will be obtained. Melting can be carried out at a current of 60 ÷ 100 kA with an alternating current supply to the solenoid equal to 500 ÷ 1000 A, with an industrial frequency of 50 Hz, which will allow to a large extent affect the melt flow entering the mold. Given the density of pressed electrodes equal to 3.7 g / cm 3 , the entire composite electrode will weigh (1 electrode 3.1 t) 21.5 t. Therefore, with a bath 4.02 t. It can be remelted on average five times .

После первой плавки в печи остается гарнисаж массой 25% от массы ванны расплава, т.е. 1 т, который после слива расплава приваривается к составному электроду. После остывания печи из нее удаляют изложницу и полученный слиток. Далее изложница устанавливается снова на место, а в охлаждаемый поддон подсыпается или укладывается шихта в виде длинномерных (до 3 м) или коротких отходов общей массой примерно 1 т. При повторной плавке сплавляется 1 т насыпной шихты: 1 т - бывшего гарнисажа и 3 т с электрода, которые вновь образуют 4 т ванны расплава. По такой схеме составной электрод будет расплавлен за семь раз, при этом дополнительно будет в плавку вовлечено 7 т шихты в виде крупногабаритных или мелких отходов, а в общей сложности будет выпущено 7 слитков по 4 т общим весом 28 т. Согласно графику (фиг.2) производительность печи будет повышена на 58% за счет увеличения площади переплавляемого электрода по сравнению с печью, которая переплавляет электроды ⌀650 мм, трудоемкость и затраты машинного времени при этом снизятся на 22%.After the first melting, the skull remains with a mass of 25% of the mass of the molten bath, i.e. 1 t, which, after draining the melt, is welded to the composite electrode. After the furnace cools down, the mold and the ingot obtained are removed from it. Next, the mold is put back into place, and the mixture is poured or laid in the form of batch in the form of long (up to 3 m) or short waste with a total mass of about 1 ton. When re-melting, 1 ton of bulk charge is melted: 1 ton of the former skull and 3 tons of electrode, which again form 4 tons of molten bath. According to this scheme, the composite electrode will be melted seven times, while additionally 7 tons of the charge will be involved in the melting in the form of bulky or small waste, and a total of 7 ingots of 4 tons with a total weight of 28 tons will be released. According to the schedule (Fig. 2 ) the productivity of the furnace will be increased by 58% due to the increase in the area of the remelted electrode compared to the furnace, which remelts the ⌀650 mm electrodes, while the labor and time spent on the machine will decrease by 22%.

[5]. Как известно, каждые 10% отходов, дополнительно введенные в шихту, снижают стоимость губки в среднем на 7%. В данном случае будет дополнительно введено 25% оборотных отходов, что снизит стоимость губки на 17,5%.[5]. As you know, every 10% of waste added to the mixture reduces the cost of a sponge by an average of 7%. In this case, 25% of recycled waste will be additionally introduced, which will reduce the cost of the sponge by 17.5%.

Если сравнить печи ДДС, которые при одинаковой длине прессованных электродов используют различные по диаметру составные электроды, то можно отметить, что общие габариты печи при увеличении диаметра электрода в 1,5÷2 раза увеличиваются незначительно, а именно на 25÷50%. С другой стороны объем выплавляемой ванны расплава увеличивается значительно, при этом соответственно резко растет производительность данного оборудования.If we compare the DDS furnaces, which, with the same length of the pressed electrodes, use composite electrodes of different diameters, it can be noted that the overall dimensions of the furnace increase insignificantly 1.5–2 times slightly, namely by 25–50%. On the other hand, the volume of the molten bath melted increases significantly, while the productivity of this equipment increases accordingly.

При достаточно высоких объемах производства титана составной электрод можно изготовить из девятнадцати электродов (фиг.5). При этом общий вес составного электрода длиной 3 метра и максимальным диаметром 3250 мм составит 69,94 т. Ванна расплава при данном диаметре составит 4800 мм при глубине 960 мм.With sufficiently high volumes of titanium production, a composite electrode can be made of nineteen electrodes (figure 5). The total weight of the composite electrode 3 meters long and a maximum diameter of 3250 mm will be 69.94 tons. The melt bath at this diameter will be 4800 mm at a depth of 960 mm.

Объем ванны: 9,2 м3.Bath volume: 9.2 m 3 .

Масса расплава: 38 т.Melt mass: 38 t.

Готовый слиток, если его слить в единую изложницу диаметром 1000 мм, превысит длину 10 м, а остаток гарнисажа составит вес 9,5 т. При этом для торможения потока расплава так же целесообразно из экономических соображений использовать промышленную частоту тока, подаваемого на соленоид. Для компенсации гидростатического давления за счет роста столба металла, равного 10 м, на соленоид подается переменный ток величиной до 3000 А. При этой плавке, подсыпка оборотных отходов, составит 9,5 т, максимальной длиной 5 м. Составной слиток в данном случае будет переплавлен за 2 раза. Для плавления электрода ⌀3250 мм при плотности тока 3 А/см2 потребуется ток 190 кА. Габариты оборудования (фиг.5) показывают, что печь при увеличении своей производительности в 9,5 раз по сравнению с предыдущей имеет при этом внешние габариты, большие только на 25%.The finished ingot, if it is poured into a single mold with a diameter of 1000 mm, will exceed a length of 10 m, and the remainder of the skull will be 9.5 tons. Moreover, it is also advisable, for economic reasons, to use the industrial frequency of the current supplied to the solenoid to inhibit the melt flow. To compensate for the hydrostatic pressure due to the growth of a metal column of 10 m, an alternating current of up to 3000 A is supplied to the solenoid. During this smelting, the recycling of waste products will be 9.5 tons, with a maximum length of 5 m. The composite ingot in this case will be remelted for 2 times. For melting an electrode ⌀ 3250 mm at a current density of 3 A / cm 2, a current of 190 kA is required. The dimensions of the equipment (Fig. 5) show that the furnace, with an increase in its productivity by 9.5 times compared with the previous one, has external dimensions that are large by only 25%.

Согласно графику (фиг.2; 3) производительность печи возрастает по сравнению с переплавкой прессованного электрода ⌀650 мм на 158%, а соответственно трудоемкость и затраты машинного времени снижаются на 79%.According to the schedule (figure 2; 3), the productivity of the furnace increases by 158% compared to the remelting of a pressed electrode ⌀650 mm, and, accordingly, the complexity and cost of machine time are reduced by 79%.

В данных расчетах не учтено снижение энергозатрат, более высокое выравнивание химического состава и более глубокая очистка от газовых, летучих и тяжелых примесей по сравнению с традиционным вакуумно-дуговым переплавом.These calculations did not take into account the reduction in energy consumption, higher leveling of the chemical composition and deeper purification from gas, volatile and heavy impurities in comparison with traditional vacuum-arc remelting.

При донном сливе сливное отверстие занимает диаметр, равный 20%, в зависимости от диаметра всей ванны расплава, следовательно, его площадь относительно площади всей ванны расплава составляет всего 4%. Поэтому расплав, сливаясь через это отверстие, достаточно эффективно рафинируется от тяжелых включений, которые оседают на периферийной части проплавляемого диска (по типу гарнисаж - расходуемый электрод (ГРЭ)). Особенно эффект рафинирования расплава металла проявляется, если метод ДДС использует электромагнитное торможение потока сливаемого расплава, по сравнению с ГРЭ ДДС позволяет производить качественные слитки и изделия без макро- и микропористости, так как процесс кристаллизации в данном случае имеет определенно направленный характер. Если же рассмотреть процесс ГРЭ, где в изложницу поступают в первую очередь наиболее гарячие, а потому наиболее жидкотекучие слои металла, а наиболее холодные слои металла завершают процесс заливки, то при данной заливке образуются два фронта кристаллизации, направленных на встречу друг другу, при столкновении которых внутри отливки образуется макропустота. Данная особенность ГРЭ приводит к тому, что получаемые слитки требуют дополнительного переплава за счет вакуумно-дуговой печи (ВДП) или из слитка можно выбрать нижнюю бездефектную часть, но при этом КПД использования металла будет достаточно снижен.When the bottom drain, the drain hole occupies a diameter equal to 20%, depending on the diameter of the entire melt pool, therefore, its area relative to the area of the entire melt pool is only 4%. Therefore, the melt, merging through this hole, is quite efficiently refined from heavy inclusions that settle on the peripheral part of the fused disc (by type of skull - consumable electrode (GRE)). Particularly, the effect of refining a metal melt is manifested if the DDS method uses electromagnetic braking of the flow of the melt being drained, in comparison with the EDS DDS, it is possible to produce high-quality ingots and products without macro- and microporosity, since the crystallization process in this case is definitely directed. If we consider the HRE process, where the most hot and, therefore, the most fluid layers of metal and the coldest metal layers enter the mold first and foremost, then the pouring process is formed, then with this pouring two crystallization fronts are formed, facing each other, in the collision of which macro-hollow is formed inside the casting. This feature of HRE leads to the fact that the obtained ingots require additional remelting due to the vacuum arc furnace (VDP) or the lower defect-free part can be selected from the ingot, but the efficiency of using the metal will be sufficiently reduced.

Для того чтобы абсолютно гарантированно отделить расплав от тяжелых и легких включений, как правило, всегда сопутствующих при выплавке химически активных металлов, необходимо определенным образом для примесей устроить ловушку, которая при этом не задерживает чистый расплав. Известный метод ГРЭ с этой целью позволяет тяжелые включения вморозить в донный гарнисаж, а чистый расплав слить через край тигля. Данный метод, при всех его преимуществах, не гарантирует очистки от легких примесей, если таковые присутствуют в расплаве. Кроме того, переворот тигля может создать боковую волну, которая, в свою очередь, может захватить какие-либо примеси.In order to absolutely guaranteed to separate the melt from heavy and light inclusions, which are usually always accompanying during the smelting of chemically active metals, it is necessary to set up a trap for impurities in a certain way, which does not delay the pure melt. The well-known GRE method for this purpose allows heavy inclusions to be frozen in the bottom skull, and the pure melt can be drained over the edge of the crucible. This method, with all its advantages, does not guarantee purification from light impurities, if any, are present in the melt. In addition, the overturn of the crucible can create a side wave, which, in turn, can capture any impurities.

Как известно, наилучшим способом, позволяющим отделить как тяжелые, так и легкие примеси из раствора, является способ "сифонной" фильтрации. Когда в отстоявшийся раствор, в его нижнюю часть, не задевая донной взвеси, вводят сифон, который, не создавая боковой волны, плавно захватывает чистый раствор, тем самым позволяя удалить те и другие примеси. В случае с расплавами металлов, особенно химически активными, осуществить данный способ фильтрации проблематично, но возможно, так как решение данной проблемы очень важно для сегодняшней металлургии, особенно при подготовке металлов для авиастроения и космонавтики. Предлагаемый ДДС позволяет решить данную задачу, так как этот метод не содержит в устройстве традиционного тигля, что, как было сказано выше, резко улучшает систему наблюдения за объемом расплава, а во-вторых, световые датчики слежения позволяют достаточно надежно осуществить и "сифонный слив".As you know, the best way to separate both heavy and light impurities from the solution is the method of "siphon" filtration. When a siphon is introduced into the settled solution, into its lower part, without touching the bottom suspension, which, without creating a side wave, smoothly captures the clean solution, thereby allowing the removal of those and other impurities. In the case of metal melts, especially chemically active, it is problematic to implement this filtering method, but it is possible, since the solution of this problem is very important for today's metallurgy, especially in the preparation of metals for the aerospace and space industries. The proposed DDS allows us to solve this problem, since this method does not contain a traditional crucible, which, as mentioned above, dramatically improves the monitoring system for the melt volume, and secondly, light tracking sensors allow reliable and "siphon drain" .

Наиболее простое устройство (фиг.6а; б; в), применяемое для осуществления "сифонного слива" из ванны расплава, полученного методом ДДС, производится следующим образом. На охлаждаемое днище 31 (фиг.6б) установлен охлаждаемый конус 3, при наплавлении ванны расплава 5 образуется донный гарнисаж 4, копирующий профиль охлаждаемого днища 31. После наплавления необходимого объема ванны 5 охлаждаемое днище 31 убирается в сторону, и при дальнейшем проплавлении донного гарнисажа 4 в первую очередь будет проплавлена верхняя часть конуса, после чего из ванны рафинированный расплав начинает сливаться в изложницу. При этом все тяжелые включения будут оставаться у подножия конуса, а легкие включения, оттесненные давлением электродуги, так же остаются на периферийной части гарнисажа. Для большей гарантии от попадания тяжелых примесей в сливной поток на охлаждаемый конус 3 (фиг.6a; б; в) перед началом плавления устанавливается кожух 6 определенной толщины из рафинированного металла, копирующий профиль конуса 3, который в момент проплавления его верхней части гарантированно не пропускает тяжелые примеси. Для того чтобы рафинированный кожух 6 не размывало ванной расплава 5, в момент ее наплавки охлаждаемый конус 3 может постоянно находиться в поджатом состоянии к кожуху 6 за счет того, что конструкция охлаждаемого днища 31 и конуса 3 изготовлены раздельно. При этом из днища 31 конус 3 может выдвигаться на требуемую величину, поджимаясь к кожуху 6, тем самым компенсируя естественную усадку металла в момент кристаллизации, под действием которой дно диска отжимается от охлаждаемого днища 31.The simplest device (figa; b; c) used for the implementation of the "siphon drain" from the melt bath obtained by the DDS method is as follows. A cooled cone 3 is installed on the cooled bottom 31 (FIG. 6b), when the melt pool 5 is fused, a bottom skull 4 is formed, copying the profile of the cooled bottom 31. After the necessary volume of the bath 5 is fused, the cooled bottom 31 is removed to the side, and with further fusion of the bottom skull 4 first, the upper part of the cone will be melted, after which the refined melt from the bath begins to merge into the mold. In this case, all heavy inclusions will remain at the foot of the cone, and light inclusions displaced by the pressure of the electric arc also remain on the peripheral part of the skull. For a greater guarantee against heavy impurities entering the drainage stream on the cooled cone 3 (Fig. 6a; b; c), before the beginning of melting, a casing 6 of a certain thickness of refined metal is installed, copying the profile of the cone 3, which at the moment of penetration of its upper part does not pass heavy impurities. In order for the refined casing 6 not to erode the bath of melt 5, at the time of its surfacing, the cooled cone 3 can be constantly pressed to the casing 6 due to the fact that the design of the cooled bottom 31 and cone 3 are made separately. At the same time, from the bottom 31, the cone 3 can be extended by the required amount, tightening to the casing 6, thereby compensating for the natural shrinkage of the metal at the time of crystallization, under the action of which the bottom of the disk is squeezed from the cooled bottom 31.

Другая схема, позволяющая осуществить "сифонный слив", рафинирующий расплав, производится следующим образом. Объем ванны расплава по стандартной схеме производится на ровном днище (фиг.6г), далее, когда охлаждаемое днище отводится в сторону и датчики слежения определяют, что требуемый объем наплавлен, но ванна расплава при этом еще удерживается гарнисажем, под проплавляемый диск подводится охлаждаемый конус и за счет его давления на днище производится конусная полость. При этом часть твердожидкой фазы, содержащая тяжелые включения (фиг.6д), остается ниже вершины внедряемого конуса на высоту h. При проплавлении верхней части конуса расплав, сливаясь из ванны, не размывает конус ниже той части, где находятся включения.Another scheme that allows for the implementation of "siphon drain", refining the melt, is as follows. The volume of the molten bath according to the standard scheme is made on a flat bottom (Fig.6d), then, when the cooled bottom is set aside and the tracking sensors determine that the required volume is deposited, but the molten bath is still held by the skull, a cooled cone is brought under the melted disk and due to its pressure on the bottom, a conical cavity is produced. Moreover, the part of the solid-liquid phase containing heavy inclusions (Fig.6d) remains below the top of the implanted cone to a height h. When the upper part of the cone is melted, the melt, merging from the bath, does not erode the cone below the part where the inclusions are located.

Окончание слива рафинированного расплава происходит естественным образом, когда зеркало ванны расплава достигает отверстия, образованного в верхней части конуса. При этом дуговой разряд, пробившись в сливное отверстие, сигнализирует датчикам слежения об окончании слива, после чего идет сигнал на отключение дуги (или другого источника плавления).The end of the discharge of refined melt occurs naturally when the mirror of the bath of the melt reaches the hole formed in the upper part of the cone. At the same time, an arc discharge, having broken through the drain hole, signals to the tracking sensors that the drain is finished, after which there is a signal to turn off the arc (or other source of melting).

Метод ДДС, производя слитки первого переплава, значительно превосходит по качеству слитки, произведенные как методом ГРЭ, так и ВДП, при этом для ответственных изделий эти слитки вполне пригодны для переработки давлением в готовую продукцию.The DDS method, producing ingots of the first remelting, significantly exceeds the quality of the ingots produced by both the HRE method and the VDP, while for ingot products, these ingots are quite suitable for pressure processing into finished products.

Данные расчеты и особенности метода ДДС позволяют предположить, что с увеличением потребления титановой продукции на мировом и внутреннем рынке эта технология найдет свое применение для производства титановых слитков первого переплава в больших объемах. Исходя из того, что печи ДДС достаточно надежны и просты в изготовлении, их применение для производства слитков первого переплава целесообразно размещать в местах непосредственного производства титановой губки, что позволяет значительно сократить затраты на перевозке, упаковке и хранении титановой губки, доставляемой сегодня на заводы по ее переработке.These calculations and features of the DDS method suggest that, with an increase in the consumption of titanium products on the world and domestic markets, this technology will find its application for the production of titanium ingots of the first remelting in large volumes. Based on the fact that DDS furnaces are sufficiently reliable and easy to manufacture, it is advisable to place their application for the production of first remelting ingots in places of direct production of a titanium sponge, which can significantly reduce the cost of transportation, packaging and storage of a titanium sponge delivered today to its plants recyclable.

Если сравнить данное изобретение с аналогом, то, как видно из расчетов, оно позволяет, не используя значительных внешних давлений на расплав, получать мелкозернистую структуру изделия за счет вибрационного электромагнитного воздействия. При этом пульсирующее поле, отжимая металл от поверхности изложницы, не позволяет последней быстро наращивать твердую фазу по периферии, тем самым снижая напряжение в уже кристаллизованном изделии. Данная особенность эффективно может применяться при выплавке слитков из алюминида титана. Кроме того, изделие может направленно кристаллизоваться снизу вверх за счет того, что в нижнюю его часть попадают более холодные слои металла. Структура всей внутренней части слитка может принимать недендритное строение, так как пульсирующее поле способствует формированию многих центров кристаллизации за счет разрушения ранее формируемых кристаллов.If we compare this invention with an analogue, then, as can be seen from the calculations, it allows, without using significant external pressure on the melt, to obtain a fine-grained structure of the product due to vibrational electromagnetic effects. Moreover, the pulsating field, squeezing the metal from the surface of the mold, does not allow the latter to quickly build up the solid phase along the periphery, thereby reducing the voltage in the already crystallized product. This feature can be effectively used in the smelting of ingots from titanium aluminide. In addition, the product can crystallize directionally from the bottom up due to the fact that colder metal layers fall into its lower part. The structure of the entire inner part of the ingot can take a non-dendritic structure, since a pulsating field contributes to the formation of many crystallization centers due to the destruction of previously formed crystals.

В отличие от непрерывного литья металла в электромагнитной изложнице предлагаемое изобретение имеет более широкие технологические возможности, так как позволяет производить изделия несимметричной формы, переменного профиля вдоль оси перемещения, при этом пульсирующее поле может формировать не только поверхность изделия, но и влияет на скорость поступления металла в штамп.In contrast to the continuous casting of metal in an electromagnetic mold, the present invention has wider technological capabilities, as it allows the production of asymmetric products of variable shape along the axis of movement, while a pulsating field can form not only the surface of the product, but also affects the metal stamp.

Предлагаемое изобретение в равной степени может быть пригодно как для изготовления слитков различного профиля, так и для деталей, таких как шатуны, турбинные лопатки, шасси и т.п. Все это позволяет считать предлагаемый способ экономически выгодным и полезным для применения в производстве, особенно для изготовления качественных изделий из тугоплавких и химически активных металлов.The present invention may equally be suitable both for the manufacture of ingots of various profiles, and for parts such as connecting rods, turbine blades, chassis, etc. All this allows us to consider the proposed method as economically viable and useful for use in production, especially for the manufacture of high-quality products from refractory and chemically active metals.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Волков А.Е. Патент РФ №2194595 C2, "Способ штамповки и импульсной обработки жидкого металла - импульсной объемной штамповки", 7 В22D 18/02, 10.03.2000 г.1. Volkov A.E. RF patent No. 2194595 C2, "Method of stamping and pulsed processing of liquid metal - pulsed volumetric stamping", 7 В22D 18/02, 10.03.2000,

2. RU 2286398 C2, 27.09.2003 г.2. RU 2286398 C2, 09/27/2003

3. Фогель А.А. Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном состоянии. - Ленинград: Машиностроение, 1989 г., стр.18-19.3. Vogel A.A. Induction method of holding liquid metals in suspension. - Leningrad: Engineering, 1989, pp. 18-19.

4. Добаткин В.И. и др. Слитки титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1966 г., стр.57-60.4. Dobatkin V.I. and others. Titanium alloy ingots. - M.: Metallurgy, 1966, pp. 57-60.

5. Андреев A.Л. и др. Титановые сплавы. Плавка и литье титановых сплавов. - М.: Металлургия, 1994 г., стр.189.5. Andreev A.L. and others. Titanium alloys. Melting and casting of titanium alloys. - M.: Metallurgy, 1994, p. 189.

Claims (4)

1. Способ литья металлов, включающий получение ванны расплава металла в проплавляемой заготовке, имеющей форму диска, фиксирование момента проплавления заготовки датчиком слежения, донный слив расплава в изложницу, отличающийся тем, что путем воздействия на расплав пульсирующим электромагнитным полем слив расплава в изложницу задерживают до наплавления заданного объема, а при сливе расплава в изложницу осуществляют торможение потока расплава пульсирующим электромагнитным полем для предотвращения преждевременного попадания расплава на стенки изложницы.1. The method of casting metals, including obtaining a bath of molten metal in a molten billet having a disk shape, fixing the moment of penetration of the billet by a tracking sensor, the bottom discharge of the melt into the mold, characterized in that, by exposing the melt to a pulsating electromagnetic field, the drain of the melt into the mold is delayed until deposition a predetermined volume, and when the melt is drained into the mold, the melt flow is decelerated by a pulsating electromagnetic field to prevent premature ingress of the melt on the mold wall. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проплавляемую заготовку наплавляют путем расплавления расходуемого электрода с получением донного гарнисажа толщиной, способной удерживать наплавленный жидкий расплав.2. The method according to claim 1, characterized in that the melted billet is fused by melting a consumable electrode to obtain a bottom skull with a thickness capable of holding the deposited liquid melt. 3. Устройство для литья металлов, содержащее кольцевой поддон, проплавляемую заготовку, установленную на кольцевой поддон, расходуемый электрод, датчик слежения, фиксирующий момент проплавления заготовки, индуктор, изложницу, отличающееся тем, что кольцевой поддон снабжен откидным днищем, а индуктор расположен по всей длине изложницы, при этом изложница выполнена с переменным сечением по длине.3. A device for casting metals, containing a ring tray, a melted billet mounted on a ring tray, a consumable electrode, a tracking sensor, fixing the penetration time of the workpiece, an inductor, a mold, characterized in that the ring tray is equipped with a folding bottom, and the inductor is located along the entire length molds, while the mold is made with a variable cross-section along the length. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что откидное днище снабжено охлаждаемым конусом, расположенным соосно с днищем и направленным в сторону проплавляемой заготовки, а также кожухом, выполненным из рафинированного металла и установленным на охлаждаемом конусе.4. The device according to claim 2, characterized in that the hinged bottom is equipped with a cooled cone, located coaxially with the bottom and directed towards the melt billet, as well as a casing made of refined metal and mounted on a cooled cone.
RU2004102786/02A 2004-01-30 2004-01-30 Method and device of disk bottom tapping of volkov's system RU2338622C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102786/02A RU2338622C2 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Method and device of disk bottom tapping of volkov's system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102786/02A RU2338622C2 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Method and device of disk bottom tapping of volkov's system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004102786A RU2004102786A (en) 2005-07-10
RU2338622C2 true RU2338622C2 (en) 2008-11-20

Family

ID=35837910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004102786/02A RU2338622C2 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Method and device of disk bottom tapping of volkov's system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338622C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517066C2 (en) * 2009-09-24 2014-05-27 Анатолий Евгеньевич Волков Method and device for production of high-quality metal
RU2612867C2 (en) * 2012-02-15 2017-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Рутений" Method of melting highly reactive metals and alloys based thereon and device therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517066C2 (en) * 2009-09-24 2014-05-27 Анатолий Евгеньевич Волков Method and device for production of high-quality metal
RU2612867C2 (en) * 2012-02-15 2017-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Рутений" Method of melting highly reactive metals and alloys based thereon and device therefor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004102786A (en) 2005-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110284030B (en) Ultrasonic-assisted casting device and method for manufacturing aluminum-lithium alloy
EP0539051A1 (en) Direct processing of electroslag refined metal
CN102380588B (en) Intermediate-frequency induction and directional solidification ingot casting process and equipment utilizing same
US20100034723A1 (en) Method and apparatus for refining a molten material
TWI385284B (en) Method for refining silicon
KR850001739B1 (en) Process for purifying metals by segretation
EP0841406A1 (en) Method of shaping semisolid metals
EP0471798A1 (en) Induction skull melt spinning of reactive metal alloys.
JP3949208B2 (en) Metal remelting method and apparatus used for manufacturing continuous casting
CN109536749A (en) A kind of preparation method and its high temperature alloy of high temperature alloy
RU2338622C2 (en) Method and device of disk bottom tapping of volkov's system
HU222951B1 (en) Method and device for purifying aluminium by segregation
JP2002534603A5 (en)
EP0209593B1 (en) Continuous casting method
CN101121969A (en) Liquid state hydrogen-replacing thinning solidifying tissue method in Ti-6Al-4V alloy induction shell smelting process
JPH01264920A (en) Silicon casting device
CN1301166C (en) Preparation method of high speed steel blank and its equipment
JPH0234262B2 (en)
JPH0260727B2 (en)
US20080178705A1 (en) Group IVB Metal Processing with Electric Induction Energy
RU2209841C2 (en) Metal pouring method
RU2319752C2 (en) Method for induction melting of metal and apparatus for performing the same
RU2286398C2 (en) Method for metal casting with the use of lining slag as consumable electrode
RU2283205C2 (en) Metal centrifugal casting process without turning off heat source
JPH08217436A (en) Solidification and purification of metal silicon, device therefor, and mold used for the device

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160630

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180131