RU2291209C2 - Metals and alloys melting and casting method - Google Patents
Metals and alloys melting and casting method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291209C2 RU2291209C2 RU2002105686/02A RU2002105686A RU2291209C2 RU 2291209 C2 RU2291209 C2 RU 2291209C2 RU 2002105686/02 A RU2002105686/02 A RU 2002105686/02A RU 2002105686 A RU2002105686 A RU 2002105686A RU 2291209 C2 RU2291209 C2 RU 2291209C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melting
- remelting
- melt
- mold
- consumable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для литья любых металлов, включая тугоплавкие и химически активные, в частности к способам переплавки металлов и их сплавов в предназначенных для этого устройствах. Аналогом предлагаемого технического решения является вакуумно-дуговая плавка расходуемого электрода в кристаллизаторе (емкости) [1], (стр.150-157). Расплав, который образуется в глухом кристаллизаторе при сплавлении расходуемого электрода, рафинируется от газовых и летучих включений за счет поддержания вакуума. Для данного способа характерно исключение возможности загрязнения металла материалом формы и электрода, а так же одновременность и непрерывность процесса плавки и затвердения слитка.The present invention relates to the field of foundry and can be used for casting any metals, including refractory and chemically active, in particular to methods of smelting metals and their alloys in devices designed for this purpose. An analogue of the proposed technical solution is the vacuum-arc melting of the consumable electrode in the mold (capacity) [1], (p. 150-157). The melt, which is formed in a dull mold during fusion of a consumable electrode, is refined from gas and volatile inclusions by maintaining a vacuum. This method is characterized by the exclusion of the possibility of metal contamination by the material of the mold and electrode, as well as the simultaneity and continuity of the process of melting and hardening of the ingot.
Наиболее близким техническим решением в качестве прототипа является способ гарнисажной плавки металла (гарнисаж - расходуемый электрод) в промежуточной емкости с отливкой слитков, при котором происходит хорошее усреднение расплава, его очистка от легких и тяжелых примесей, а при литье образуется бездефектная кристаллическая структура. Способ включает приготовление расплава в отдельной промежуточной емкости с последующим его переливанием и кристаллизацией в изложнице или кристаллизаторе. [1], стр.226-230.The closest technical solution as a prototype is a method of skull melting of metal (skull - consumable electrode) in an intermediate container with casting of ingots, in which the melt is averaged well, it is cleaned of light and heavy impurities, and a defect-free crystal structure is formed during casting. The method includes the preparation of the melt in a separate intermediate tank, followed by its transfusion and crystallization in a mold or mold. [1], pp. 226-230.
Методы плавки в промежуточной емкости с отливкой слитков обеспечивают высокую плотность слитков, однородный химический состав и достаточно однородную кристаллическую структуру. Данный способ нашел применение для изготовления круглых и плоских слитков различного сечения.Melting methods in an intermediate tank with casting of ingots provide a high density of ingots, a uniform chemical composition and a fairly uniform crystalline structure. This method has found application for the manufacture of round and flat ingots of various sections.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования и расширение технических возможностей, в частности снижение себестоимости выпускаемой продукции за счет меньшего энергопотребления, более короткого цикла усреднения химического состава, более полной переработки сырья, снижения отходов, уменьшения брака, сокращения производственной цепочки при производстве готовых полуфабрикатов или готовых изделий, в том числе и композиционных.The objective of the invention is to increase the efficiency of use and expand technical capabilities, in particular, reducing the cost of products due to lower energy consumption, a shorter cycle of averaging the chemical composition, more complete processing of raw materials, reducing waste, reducing scrap, reducing the production chain in the production of finished semi-finished or finished products products, including composite ones.
Снижение себестоимости выпускаемой продукции обеспечивается тем, что в способе плавления и литья металлов плавление металла осуществляется за два плавильных цикла. Первый цикл обеспечивается за счет электродугового переплава расходуемого прессованного электрода, изготовленного из первичной шихты и оборотных отходов производства, при этом полученные слитки первого переплава имеют форму заготовок, используемых в дальнейшем на втором переплаве, в качестве проплавляемых дисков и расходуемых электродов. Второй цикл обеспечивается за счет электродугового переплава расходуемого электрода первого переплава и проплавляемого диска. По окончании плавления образуется ванна расплава, которая сливается в форму, находящуюся под диском. При ее заполнении происходит электродуговой обогрев верхней части формирующегося изделия с дополнительным доплавлением электрода и периферии диска.Reducing the cost of production is provided by the fact that in the method of melting and casting metals, metal is melted in two melting cycles. The first cycle is ensured by electric arc remelting of a consumable pressed electrode made of primary charge and recycled production waste, while the obtained ingots of the first remelting are in the form of blanks, which are later used in the second remelting, as melted disks and consumable electrodes. The second cycle is provided due to the electric arc remelting of the sacrificial electrode of the first remelting and the smelted disk. At the end of melting, a molten bath forms, which merges into a mold located under the disk. When it is filled, an electric arc heating of the upper part of the formed product occurs with additional remelting of the electrode and the periphery of the disk.
Для автоматизированного выплавления необходимого объема расплава используются датчики верхнего и нижнего слежения. Перед тем как расплаву сливаться в форму, последняя поджимается к диску, а на расплав могут накладываться различные механические и электромагнитные колебания.For automated smelting of the required melt volume, upper and lower tracking sensors are used. Before the melt merges into a mold, the latter is pressed against the disk, and various mechanical and electromagnetic vibrations can be superimposed on the melt.
Для получения изделий с более усредненным химическим составом применяется прием разворота переплавляемого диска, т.е. при первом переплаве, где было его дно, при втором переплаве будет его поверхность, при восстановлении диска снова будет дно. Расходуемый электрод начинает плавиться во втором переплаве без переворота, т.е. с той стороны, где было его дно на первом переплаве.To obtain products with a more averaged chemical composition, the method of reversal of a remelted disk is used, i.e. during the first re-melting, where its bottom was, during the second re-melting, its surface will be, during the restoration of the disk, the bottom will be again. The consumable electrode begins to melt in the second remelting without flipping, i.e. on the side where its bottom was at the first remelting.
Для изготовления заготовок при первом переплаве используется установка карусельного типа вакуумно-дугового переплава с несколькими короткими кристаллизаторами.For the manufacture of billets during the first remelting, a carousel-type vacuum-arc remelting unit with several short molds is used.
Для изготовления полуфабрикатов или готовой продукции при втором переплаве используется установка донного слива, где кристаллизатор устанавливается ниже уровня пола в герметичную шахту, а проплавляемый диск устанавливается сверху, верхняя камера с установленным в нем электродом герметично накрывает диск при опускании ее сверху.For the manufacture of semi-finished products or finished products during the second remelting, a bottom discharge installation is used, where the mold is installed below the floor level in an airtight shaft, and the fused disc is installed on top, the upper chamber with an electrode installed in it seals the disc when lowering it from above.
Поставленная задача достигается тем, что в способе плавления и литья металла, включающем плавку за счет электродугового переплава расходуемого электрода и слив расплава в форму для кристаллизации и формирования слитка круглого сечения с усреднением его химического состава, отличающемся тем, что плавку осуществляют за два плавильных цикла, причем сначала переплавляют расходуемый электрод и оборотные отходы в количестве более 50% от всей массы шихты с получением расходуемых электродов первого переплава и проплавляемых дисков в коротких глуходонных кристаллизаторах вакуумно-дуговой карусельной установки или печи донного слива, а затем осуществляют второй переплав расходуемых электродов первого переплава и проплавляемых дисков в печи донного слива с получением готового изделия заданной конфигурации, при этом объем расплава на проплавляемом диске первого переплава и момент его слива контролируют бесконтактными датчиками верхнего и нижнего слежения, форму поджимают к диску перед сливом расплава и осуществляют доплавление оставшейся части расходуемого электрода и периферии диска для заполнения верхней части формы и подпитки жидкой фазой верхней части формирующегося изделия для устранения пустот и усадочных раковин. В момент кристаллизации изделия на расплав дополнительно накладывают механические и электромагнитные колебания. Для более эффективного усреднения химического состава изделия проплавляемый диск на втором переплаве устанавливают в печь вверх дном, относительно первого переплава.The problem is achieved in that in the method of melting and casting metal, including melting due to electric arc remelting of the consumable electrode and draining the melt into a mold for crystallization and forming an ingot of circular cross section with averaging its chemical composition, characterized in that the melting is carried out in two melting cycles, moreover, first consumable electrode and recycled waste are remelted in an amount of more than 50% of the total mass of the charge with obtaining consumable electrodes of the first remelting and melted disks in short deep-sea molds of a vacuum arc rotary installation or bottom discharge furnace, and then the second remelting of consumable electrodes of the first remelting and the melted disks is carried out in the bottom discharge furnace to obtain the finished product of a given configuration, while the volume of the melt on the melted disk of the first remelting and the moment of its discharge are controlled by non-contact by sensors of upper and lower tracking, the form is pressed to the disk before the melt is drained and the remaining part of the consumable electrode and disk periphery for filling the upper part of the mold and feeding with liquid phase the upper part of the formed product to eliminate voids and shrinkage shells. At the time of crystallization of the product, mechanical and electromagnetic vibrations are additionally imposed on the melt. For more efficient averaging of the chemical composition of the product, the fused disk in the second remelting is installed upside down in the furnace relative to the first remelting.
Предложенный способ на первом цикле реализует установка, изображенная на фиг.1. Установка включает корпус 1, прессованный электрод 2, вакуумный трубопровод 3, ось 4 вращения кристаллизаторов 5, шихтовую загрузку 6. За счет горения электродуги 7 образуется ванна расплава 8 и формируется заготовка 9 первого переплава.The proposed method in the first cycle implements the installation depicted in figure 1. The installation includes a
Первый переплав предлагаемой технологии включает подготовку прессованного электрода по отработанной схеме и закладку оборотных отходов в короткие глухие кристаллизаторы вакуумно-дуговой карусельной установки, изображенной на фиг.1. Переплавляемые диски и расходуемые электроды могут изготовляться так же в печи донного слива. За счет применения данной схемы удается вовлечь в первый переплав до 70-80% оборотных отходов, при этом изготовить проплавляемые диски и короткие расходуемые электроды, снизив расход электроэнергии в первом переплаве на 30-40%. Отличие предлагаемого процесса от стандартного переплава в глухом кристаллизаторе на первой стадии подготовки электродов и дисков состоит лишь в том, что в данном случае применяется машина карусельного типа, где используется сразу несколько коротких глухих кристаллизаторов количеством, например, 10-12 шт. или обычная печь донного слива, где один короткий кристаллизатор. Данное усложнение несколько увеличивает длительность плавки, но в то же время приносит следующие производственные преимущества:The first remelting of the proposed technology includes the preparation of a pressed electrode according to the worked out scheme and the laying of recycled waste into short blank molds of the vacuum-arc rotary installation shown in Fig. 1. Remelted discs and consumable electrodes can also be manufactured in a bottom discharge furnace. Due to the application of this scheme, it is possible to involve up to 70-80% of recycled waste in the first remelting, while producing fused disks and short consumable electrodes, reducing the energy consumption in the first remelting by 30-40%. The difference between the proposed process and the standard remelting in a deaf mold at the first stage of preparation of electrodes and disks consists only in the fact that in this case a carousel-type machine is used, where several short deaf molds are used at once, for example, 10-12 pcs. or a conventional bottom discharge furnace, where one short mold. This complication slightly increases the duration of the smelting, but at the same time brings the following manufacturing advantages:
- габариты печи меньше по высоте из-за снижения длины кристаллизаторов;- the dimensions of the furnace are smaller in height due to a decrease in the length of the molds;
- упрощается изготовление кристаллизаторов, их установка и выгрузка;- simplifies the manufacture of molds, their installation and unloading;
- КПД по использованию электроэнергии выше на 30-40% из-за использования загружаемой в кристаллизатор шихты, одновременно снижающей тепловую нагрузку на охлаждаемую медную поверхность кристаллизатора.- Efficiency in the use of electricity is 30-40% higher due to the use of a charge loaded into the mold, which simultaneously reduces the heat load on the cooled copper surface of the mold.
[1], стр.158. Подобный эффект достигается при использовании способа VADER. При плавке этим методом расход электроэнергии примерно на 40% ниже, чем при плавке расходуемого электрода в глухой кристаллизатор.[1] p. 158. A similar effect is achieved using the VADER method. When melting with this method, the energy consumption is approximately 40% lower than when melting a consumable electrode into a blank mold.
- КПД по вводу оборотных отходов выше на 30-40% по сравнению с плавлением электрода в глухом кристаллизаторе, достигающий в общем 70-80%.- The efficiency for introducing recycled waste is 30–40% higher compared to melting the electrode in a blank mold, reaching a total of 70–80%.
На сегодня освоено промышленное производство расходуемых электродов диметром до 650 мм и длиной до 5500 мм с содержанием в шихте до 35% оборотных отходов в виде стружки, куска и листовой обрези.Today, the industrial production of consumable electrodes with a diameter of up to 650 mm and a length of up to 5500 mm with a content in the charge of up to 35% of recycled waste in the form of shavings, pieces and sheet trimmings has been mastered.
"...Такая доля оборотных отходов в шихте существенно ниже, чем доля кондиционных отходов, образующихся на всех стадиях передела при производстве деталей и изделий титановых сплавов. Ограничение доли оборотных отходов в шихте связано с механической прочностью прессованных электродов, что приводит к неэффективному использованию отходов титановых сплавов. Поэтому на протяжении всего периода развития титановой промышленности не прекращались работы по изысканию рациональных способов производства расходуемых электродов методом непосредственного плавления исходных шихтовых материалов, включая оборотные отходы."... This share of recycled waste in the charge is significantly lower than the share of conditioned waste generated at all stages of the redistribution in the production of parts and products of titanium alloys. The limitation of the share of recycled waste in the charge is associated with the mechanical strength of the pressed electrodes, which leads to inefficient use of waste Therefore, throughout the entire period of development of the titanium industry, work on finding rational methods for the production of consumable electrodes by the direct method did not stop Tween melting of raw materials, including recycled waste.
На начальном этапе развития производства для формирования расходуемых электродов применялись вакуумно-дуговые печи с нерасходуемым электродом из вольфрама или графита, оборудованные бункерами для переплавляемой шихты. Слитки, полученные в этих печах, использовали в качестве расходуемых электродов для повторной плавки. Однако от такой технологии вскоре отказались из-за загрязнения металла включениями вольфрама и углерода.At the initial stage of production development, vacuum arc furnaces with a non-consumable tungsten or graphite electrode equipped with hoppers for remelting charge were used to form consumable electrodes. The ingots obtained in these furnaces were used as consumable electrodes for remelting. However, this technology was soon abandoned due to metal contamination by tungsten and carbon inclusions.
Для устранения этого недостатка были разработаны конструкции печей, оснащенные бункером с применением расходуемого прессованного электрода. Процесс плавления на таких печах осуществляли следующим образом. Расходуемый электрод поднимали в верхнее положение, открывая путь в кристаллизатор оборотным отходам, предварительно загруженными порциями в бункер, опускали расходуемый электрод, зажигали электрическую дугу и сплавляли заданную порцию расходуемого электрода. Затем циклы повторялись до подачи всех порций шихты из бункера и сплавления расходуемого электрода. При плавке на печах такого типа содержание отходов в шихте достигло 60-65%...".To eliminate this drawback, furnace designs were developed, equipped with a hopper using a consumable extruded electrode. The melting process on such furnaces was carried out as follows. The consumable electrode was raised to the upper position, opening the way to the mold for recycled waste, pre-loaded in portions into the hopper, the consumable electrode was lowered, an electric arc was ignited, and a predetermined portion of the consumable electrode was fused. Then the cycles were repeated until all batches of the charge from the hopper were fed and the consumable electrode was fused. When melting on furnaces of this type, the waste content in the charge reached 60-65% ... ".
Применение карусельной наплавочной установки в предлагаемом процессе, как указано выше, уже имеет свои прототипы, которые позволяли в общей сложности увеличить количество оборотных отходов до 65% (35% вовлекается в прессованный электрод и 30-50% загружается в кристаллизатор). Предлагаемая карусельная печь в отличие от прототипа исключает применение засыпных бункеров и периодический подъем электрода, при этом получая за первый переплав технологически необходимые заготовки, используемые в дальнейшем для печей донного слива. То есть процесс на первой стадии объединяет положительные решения плавления слитков в глухом кристаллизаторе и плавления оборотных отходов в гарнисажном тигле.The use of a carousel surfacing installation in the proposed process, as mentioned above, already has its own prototypes, which made it possible to increase the amount of recycled waste to 65% in total (35% is involved in the pressed electrode and 30-50% is loaded into the mold). The proposed rotary kiln, in contrast to the prototype, eliminates the use of filling bins and periodic electrode rise, while receiving the technologically necessary workpieces for the first remelting, which are further used for bottom discharge furnaces. That is, the process at the first stage combines the positive solutions of melting ingots in a blank mold and melting recycled waste in a skull crucible.
Предлагаемый способ на втором цикле реализует установка, изображенная на фиг.2. Установка включает корпус 1, привод электрода 2, расходуемый электрод 3, вакуумный патрубок 4, проплавляемый диск 5, уплотнения 6, кристаллизатор 7, бесконтактные датчики слежения 8, поджим 9.The proposed method in the second cycle implements the installation depicted in figure 2. The installation includes a
Использование предлагаемой технологии "донного слива" (ДС) позволяет проводить двойной переплав титана с использованием на втором переплаве коротких электродов первого переплава и проплавляемых дисков первого переплава, изготовленных на карусельных печах, при этом усреднение химического состава металла достигается точно такое же, как и при тройном переплаве, по методике ВДП. Второй переплав включает подготовку и загрузку печи донного слива, фиг.2, куда устанавливают охлаждаемый кристаллизатор (форму), проплавляемый диск и короткий слиток первого переплава. За счет применения данной схемы удается произвести второй переплав и одновременно получить готовый полуфабрикат или даже готовую продукцию. Отличие предлагаемого процесса от стандартного переплава в глухом кристаллизаторе или в гарнисажной печи, на второй стадии состоит лишь в том, что в данном случае применяется машина донного слива, где как и в гарнисажной печи используется форма, а расплав образуется за счет плавления расходуемого электрода.Using the proposed technology of "bottom discharge" (DS) allows for a double remelting of titanium using short electrodes of the first remelting and melted disks of the first remelting made on rotary kilns at the second remelting, while the averaging of the chemical composition of the metal is exactly the same as with triple remelting, according to the VDP technique. The second remelting includes preparing and loading the bottom discharge furnace, Fig. 2, where a cooled mold (mold), a melted disk and a short ingot of the first remelting are installed. Due to the application of this scheme, it is possible to produce a second remelting and at the same time to obtain a finished semi-finished product or even finished products. The difference between the proposed process and the standard remelting in a solid mold or in a skull furnace in the second stage consists only in the fact that in this case a bottom drainage machine is used, where, like in the skull furnace, a mold is used, and the melt is formed by melting the consumable electrode.
Основная сложность работы на печи донного слива состоит в автоматической системе управления, но в данном случае эту задачу удалось решить с помощью бесконтактных датчиков, где по заданному объему металла производится выплавка необходимой порции титана, с постепенным снижением мощности на дуге. Печи данного типа пытались освоить в 80-х годах, но при всей простоте их конструкции разработчики не смогли отладить автоматизированную систему управления, что удалось решить только позже, при отработке технологии ИОШ.The main difficulty in working on a bottom discharge furnace is an automatic control system, but in this case we managed to solve this problem with the help of contactless sensors, where a given portion of titanium is smelted according to a given volume of metal, with a gradual decrease in arc power. They tried to master this type of furnace in the 80s, but with all the simplicity of their design, the developers could not debug the automated control system, which was only possible to solve later, when testing the IOS technology.
Использование печей "донного слива", как видно из расчетов, экономически выгодно, так как они просты в устройстве, не энергоемки и занимают небольшую площадь, что приносит большие производственные преимущества. Так, например, отход металла при изготовлении сляба по обычной схеме 50%, по предлагаемой методике на тот же сляб отход составляет 35%, следовательно, снижение расхода электроэнергии будет следующее:The use of bottom discharge furnaces, as can be seen from the calculations, is economically advantageous, since they are simple to set up, are not energy intensive, and occupy a small area, which brings great production advantages. So, for example, the waste metal in the manufacture of a slab according to the usual scheme of 50%, according to the proposed methodology for the same slab, the waste is 35%, therefore, the reduction in energy consumption will be as follows:
1. При двойном переплаве слитка и среднем расходе электроэнергии 2 кВт·ч/кг количество электроэнергии в первом случае будет затрачено: сляб - 900 кг, отход - 50% ⇒ масса слитка - 1800 кг.1. With a double remelting of the ingot and an average power consumption of 2 kWh / kg, the amount of electricity in the first case will be consumed: slab - 900 kg, waste - 50% ⇒ mass of the ingot - 1800 kg.
Первый переплав:=1800 кг·2 кВт/кг=3600 кВт;The first remelting: = 1800 kg · 2 kW / kg = 3600 kW;
второй переплав:=3600 кВт.second remelting: = 3600 kW.
Общий расход электроэнергии:=7200 кВт.Total power consumption: = 7200 kW.
2. При плавлении на карусельной машине: сляб - 900 кг, отход - 35% ⇒ общая масса расходуемого электрода и проплавляемой заготовки составляют - 1385 кг.2. When melting on a rotary machine: slab - 900 kg, waste - 35% ⇒ the total mass of the consumable electrode and the melted workpiece is 1385 kg.
Расход электроэнергии при плавлении на данной машине в среднем меньше на 35%, чем при вышеуказанном способе, т.е. составляет 1,3 кВт.The energy consumption during melting on this machine is on average less by 35% than with the above method, i.e. is 1.3 kW.
Э3=1385 кг·1,3 кВт/кг=1800 кВт.E 3 = 1385 kg · 1.3 kW / kg = 1800 kW.
3. При плавлении расплава на установке с донным сливом 30% металла остаются нерасплавленными (5% остается на расходуемом электроде), следовательно, масса переплавляемого расплава составляет 970 кг (70 кг на обдирку сляба) - в данном случае расход электроэнергии составляет 2 кВт·ч/кг.3. When melting the melt in a plant with bottom discharge, 30% of the metal remains unmelted (5% remains on the consumable electrode), therefore, the mass of the remelted melt is 970 kg (70 kg for grinding the slab) - in this case, the energy consumption is 2 kW · h / kg
Э4=970 кг·2 кВт/кг=1940 кВт.Э 4 = 970 kg2 kW / kg = 1940 kW.
Общий расход электроэнергии: Эоб2=1800 кВт+1940 кВт=3740 кВт.Total energy consumption: Э об2 = 1800 kW + 1940 kW = 3740 kW.
Если принять, что обычным методом при получении сляба на дополнительный нагрев и работу прокатного оборудования затрачивается 20% электроэнергии от расхода электроэнергии на плавление, то полный расход составит:If we accept that in the usual way, when receiving a slab for additional heating and operation of the rolling equipment, 20% of the electric energy from the electric energy consumption for melting is consumed, then the total consumption will be:
Эп=Эоб1+Эд=7200+1440 кВт=8640 кВт.E p = E vol1 + E d = 7200 + 1440 kW = 8640 kW.
С учетом полного расхода предлагаемый способ экономит 57% электроэнергии. При этом не учитывается стоимость прокатного оборудования и оснастки, задействованная в производственной цепи от слитка до сляба, а так же временные и трудовые затраты.Given the full consumption of the proposed method saves 57% of electricity. This does not take into account the cost of rolling equipment and tooling involved in the production chain from ingot to slab, as well as time and labor costs.
В расчете на 1 т продукции экономия электроэнергии составляет:Per 1 ton of products, energy savings are:
Эт=5472 КВт.E t = 5472 kW.
При стоимости электроэнергии 1 КВт - 0,04$, экономия в сумме составит:When the cost of
Sэ=5472 КВт·0,04$=218,9$/т.S e = 5472 kW · $ 0.04 = $ 218.9 / t.
Принимая во внимание эту цепочку затрат, можно предположить, что себестоимость продукции за счет применения новой технологии будет снижена как минимум вдвое. Кроме того, при получении сляба на прокатном оборудовании, за счет окисления в атмосфере образуется до 10% безвозвратных, некондиционных отходов. То есть на 1 т теряется до 100 кг титана, что составляет убыток на: 100 кг·6$/кг=600$.Given this cost chain, it can be assumed that the cost of production due to the use of new technology will be reduced by at least half. In addition, upon receipt of a slab on a rolling equipment, up to 10% of irretrievable, substandard waste is generated in the atmosphere due to oxidation. That is, up to 100 kg of titanium is lost per 1 ton, which amounts to a loss of: 100 kg · $ 6 / kg = $ 600.
[2]. "Увеличение вовлечения отходов при выплавке слитков является одним из основных путей удешевления слитков, а следовательно, и полуфабрикатов, так как в себестоимости титановых слитков до 90% всех затрат составляют затраты на дорогостоящие компоненты шихты.[2]. "Increasing the involvement of waste in the smelting of ingots is one of the main ways to reduce the cost of ingots, and therefore semi-finished products, since the cost of titanium ingots up to 90% of all costs is the cost of expensive components of the charge.
Каждые 10% отходов снижают ее стоимость на 5-8%. При вовлечении в шихту 10% отходов на 1 т выплавляемых слитков на основе титана экономится в среднем 100 кг губки и 10 кг, легирующих элементов".Every 10% of waste reduces its cost by 5-8%. When 10% of waste is involved in the charge per 1 ton of smelted ingots based on titanium, an average of 100 kg of sponge and 10 kg of alloying elements are saved. "
Сравнивая предлагаемый технологический процесс с выплавкой титановых слитков в глухом кристаллизаторе, можно посчитать экономический эффект Sc на экономии титановой губки и легирующих элементах.Comparing the proposed technological process with the smelting of titanium ingots in a dull mold, we can calculate the economic effect S c on saving titanium sponge and alloying elements.
За счет "ДС" дополнительное вовлечение в шихту оборотных отходов может достигать 40%. Следовательно, на 1 т экономится в среднем 400 кг губки и 40 кг легирующих элементов.Due to "DS" additional involvement in the charge of circulating waste can reach 40%. Consequently, on 1 ton, an average of 400 kg of sponge and 40 kg of alloying elements are saved.
Стоимость 1 кг губчатого титана ~6$.The cost of 1 kg of sponge titanium is ~ $ 6.
Стоимость 1 кг легирующих элементов ~25$, следовательно:The cost of 1 kg of alloying elements is ~ $ 25, therefore:
Sc=(400 кг·6$/кг)+(40 кг·25$/кг)=2400$+1000$=3400$.S c = (400 kg · 6 $ / kg) + (40 kg · 25 $ / kg) = 2400 $ + 1000 $ = 3400 $.
Дополнительно следует добавить, что при освоении данной методики не только снизится себестоимость заготовок и время изготовления готовой продукции, но и увеличится переработка оборотных отходов, появится возможность изготовления композиционных изделий, тем самым полученная заготовка может превосходить по прочности кованое изделие.In addition, it should be added that when mastering this technique, not only the cost of the blanks and the time for manufacturing the finished product will decrease, but also the processing of recycled waste will increase, it will be possible to manufacture composite products, thereby the resulting blank can exceed the strength of the forged product.
Поэтому предлагаемый процесс может быть полезным и экономически выгодным как для заготовительного производства, так и для производства готовой продукции.Therefore, the proposed process can be useful and cost-effective both for procurement and for the production of finished products.
Общая схема всего технического процесса изображена на фиг.3.The general scheme of the entire technical process is depicted in figure 3.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Андреев А.Л. и др. - Плавка и литье титановых сплавов, - М.: Из-во "Металлургия". 1994 г.1. Andreev A.L. and others. - Melting and casting of titanium alloys, - M.: From "Metallurgy". 1994
2. Гармата В.А. и др. - Титан, - М.: Из-во "Металлургия". 1983 г.2. Garmata V.A. and others. - Titanium, - M.: From the "Metallurgy". 1983 year
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002105686/02A RU2291209C2 (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | Metals and alloys melting and casting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002105686/02A RU2291209C2 (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | Metals and alloys melting and casting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002105686A RU2002105686A (en) | 2003-09-27 |
| RU2291209C2 true RU2291209C2 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002105686/02A RU2291209C2 (en) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | Metals and alloys melting and casting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2291209C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2716326C1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-03-11 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Method of obtaining high-alloy heat resistant alloys on nickel base with titanium and aluminium content in narrow range |
| RU2732550C2 (en) * | 2016-11-01 | 2020-09-21 | А. Финкл энд Санс Ко. | Systems and methods for vacuum-arc remelting furnace regulation, based on supplied power |
| CN117619008A (en) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 西安康诺化工有限公司 | Chemical product filter and filtering method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995593A (en) * | 1988-12-20 | 1991-02-26 | Rolls-Royce Plc | Crucible having a movable dross collector comprising an induction coil |
| RU2089633C1 (en) * | 1992-02-24 | 1997-09-10 | Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение им.В.И.Ленина | Device for melting and casting of metals and alloys |
-
2002
- 2002-03-04 RU RU2002105686/02A patent/RU2291209C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995593A (en) * | 1988-12-20 | 1991-02-26 | Rolls-Royce Plc | Crucible having a movable dross collector comprising an induction coil |
| RU2089633C1 (en) * | 1992-02-24 | 1997-09-10 | Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение им.В.И.Ленина | Device for melting and casting of metals and alloys |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АНДРЕЕВ А.Л. и др. Плавка и литье титановых сплавов. М., Металлургия, 1994, с.226-230. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2732550C2 (en) * | 2016-11-01 | 2020-09-21 | А. Финкл энд Санс Ко. | Systems and methods for vacuum-arc remelting furnace regulation, based on supplied power |
| RU2716326C1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-03-11 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Method of obtaining high-alloy heat resistant alloys on nickel base with titanium and aluminium content in narrow range |
| CN117619008A (en) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 西安康诺化工有限公司 | Chemical product filter and filtering method thereof |
| CN117619008B (en) * | 2024-01-26 | 2024-04-23 | 西安康诺化工有限公司 | Chemical product filter and filtering method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bomberger et al. | The melting of titanium | |
| EP1539399A2 (en) | Method and apparatus for melting titanium using a combination of plasma torches and direct arc electrodes | |
| CN115874055B (en) | Recovery remelting method for aluminum-containing titanium alloy scraps | |
| JP5027682B2 (en) | Method for producing refractory metal ingot | |
| RU2291209C2 (en) | Metals and alloys melting and casting method | |
| RU2360014C2 (en) | Vacuum arc-refining skull furnace | |
| RU2152447C1 (en) | Process of electroslag remelting of compact materials | |
| EA030653B1 (en) | Method for melting ore minerals containing iron, titanium and vanadium | |
| RU94042777A (en) | Method for producing consumable electrodes from titanium and titanium alloys | |
| RU2209841C2 (en) | Metal pouring method | |
| US20060017203A1 (en) | Refining apparatus for scrap silicon using an electron beam | |
| RU2286398C2 (en) | Method for metal casting with the use of lining slag as consumable electrode | |
| RU2246547C1 (en) | Method of autocrucible melting of metals and slag lining furnace for realization of this method | |
| SU341323A1 (en) | Method of electroslag casting of ingots | |
| CN115351282A (en) | Automatic preparation system and method for particle finished product of AlMoVZr intermediate alloy | |
| CN112899491A (en) | Method for smelting heterogeneous ingot in electric furnace | |
| RU2338622C2 (en) | Method and device of disk bottom tapping of volkov's system | |
| RU2191211C2 (en) | Method for metal melting and casting in rotating inclined vessel | |
| CN116179862B (en) | Arc starting method for blank electroslag furnace | |
| JPS61279638A (en) | Manufacture of ingot from metallic scrap | |
| RU2171854C2 (en) | Ingot making process | |
| KR102409182B1 (en) | Casting method of titanium alloy using titanium scrap | |
| SU1700073A1 (en) | Method of electroslag melting of bulk materials | |
| RU2317343C2 (en) | Method of production of ingots | |
| RU2770807C1 (en) | Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20070918 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090305 |