Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки
Разработана сквозная технология получения молибденового проката (прутков) из прессованных порошкових брикетов первичной переработки. Технология включает электронно-лучевую плавку с промежуточной емкостью, применение периферийного обогрева в кристаллизаторе, а также стан шаговой прокатки. В процессе...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Современная электрометаллургия |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96680 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки / В.О. Мушегян // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 2 (111). — С. 12-15. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859623807281528832 |
|---|---|
| author | Мушегян, В.О. |
| author_facet | Мушегян, В.О. |
| citation_txt | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки / В.О. Мушегян // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 2 (111). — С. 12-15. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современная электрометаллургия |
| description | Разработана сквозная технология получения молибденового проката (прутков) из прессованных порошкових брикетов первичной переработки. Технология включает электронно-лучевую плавку с промежуточной емкостью, применение периферийного обогрева в кристаллизаторе, а также стан шаговой прокатки. В процессе плавки поддерживали глубину жидкой ванны в кристаллизаторе в пределах 4...6 мм. Получены слитки диаметром 70 мм, переработанные в прокатную заготовку диаметром 62 мм и прокат диаметром 18 мм. Исследованы химический состав, структура и свойства полученных молибденовых прутков. Определены размеры зерна исходной заготовки и прутка (размер зерен прокатанного молибдена меньше в 3...4 раза). Достигнут высокий уровень механических свойств материалов прутков: временное сопротивление при растяжении – более 700 МПа, относительное удлинение – свыше 20 %. Показано, что качество прутков соответствует требованиям стандартов для горячекатаных прутков молибдена марок МЧ и МЧВП.
The end-to-end technology has been developed for manufacture of molybdenum rolled metal (rods) of pressed powdered briquettes of primary recycling. The technology includes the electron beam cold hearth melting, application of periphery heating in the mould, and also a stepping rolling mill. During melting the depth of molten pool in the mould was maintained within the 4...6 mm ranges. Ingots of 70 mm diameter were produced and processed into a rolled billet of 62 mm diameter and rolled metal of 18 mm diameter. Chemical composition, structure and properties of produced molybdenum rods were investigated. Sizes of grain of initial billets and rod (size of grain of rolled molybdenum is 3...4 times smaller) were determined. A high level of mechanical properties of rods materials was attained: ultimate tensile strength is more than 700 MPa, elongation is higher than 20 %. It is shown that the quality of rods corresponds to the requirements of standards for hot-rolled rods of molybdenum of grades MCh and MChVP.
|
| first_indexed | 2025-11-29T08:52:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 669.187.526:51.001.57
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ
МОЛИБДЕНОВОГО ПРУТКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ПЛАВКИ
В.О. Мушегян
НТЦ «Патон-Армения» ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г.Киев, ул. Боженко, 11.
E-mail: paton.armenia@gmail.com
Разработана сквозная технология получения молибденового проката (прутков) из прессованных порошковых
брикетов первичной переработки. Технология включает электронно-лучевую плавку с промежуточной емкостью,
применение периферийного обогрева в кристаллизаторе, а также стан шаговой прокатки. В процессе плавки под-
держивали глубину жидкой ванны в кристаллизаторе в пределах 4...6 мм. Получены слитки диаметром 70 мм,
переработанные в прокатную заготовку диаметром 62 мм и прокат диаметром 18 мм. Исследованы химический
состав, структура и свойства полученных молибденовых прутков. Определены размеры зерна исходной заготовки
и прутка (размер зерен прокатанного молибдена меньше в 3...4 раза). Достигнут высокий уровень механических
свойств материалов прутков: временное сопротивление при растяжении – более 700 МПа, относительное удли-
нение – свыше 20 %. Показано, что качество прутков соответствует требованиям стандартов для горячекатаных
прутков молибдена марок МЧ и МЧВП. Библиогр. 7, табл. 2, ил. 4.
Ключ е вы е с л о в а : молибден; брикеты; примеси; электронно-лучевой переплав; рафинирование; прокат;
технологические условия; шаговая прокатка
Основные технологические этапы производства мо-
либденового проката сформировались в середине
ХХ века [1]. С тех пор они мало изменились. Боль-
шую часть компактного молибдена для нужд элек-
тротехнической промышленности в настоящее вре-
мя производят способом прессования молибденово-
го порошка. Молибденовые полуфабрикаты содер-
жат значительную долю примесей. Достичь удов-
летворительных механических свойств в порошко-
вом молибдене можно только благодаря мелкой
фракции порошка и развитой поверхности границ
между частицами. Таким образом, удельная плот-
ность включений на границах остается относитель-
но небольшой, и порошковый молибден сохраняет
достаточную стойкость к образованию трещин.
Для получения более чистого молибдена приме-
няют в основном вакуумно-дуговой (ВДП) [2], ре-
же – электронно-лучевой (ЭЛП) переплав [3].
При этом в качестве исходной заготовки использу-
ют молибденовые штабики (ТУ 48-19-69—80), что
позволяет достичь в слитках улучшенного уровня
чистоты – в соответствии с маркой, утвержденной
для особо чистого молибдена вакуумной плавки –
МЧВП (ТУ 48-19-247—87).
Для перехода на новый качественный уровень
технологии получения полуфабрикатов молибдена
автор предложил использовать технологическую
цепочку, представленную на рис. 1. В качестве ис-
ходного сырья вместо молибденовых штабиков вы-
сокой чистоты выбраны прессованные брикеты
молибденового порошка относительно невысокой
чистоты (ТУ РА28-54-529-61-661—2007).
Применение загрязненной исходной шихты ста-
ло возможным благодаря созданной при непосред-
ственном участии автора электронно-лучевой уста-
новки для плавки тугоплавких металлов и сплавов
[4], позволяющей создавать достаточную плотность
энергии электронного луча в зоне плавки и обеспе-
чивать отвод газовых примесей из зоны плавки. С
другой стороны, применение данного технологичес-
кого приема электронно-лучевой плавки с промежу-© В.О. МУШЕГЯН, 2013
Рис. 1 Технологическая последовательность получения проката
молибдена
12
точной емкостью с периферийным обогревом по-
верхности слитка в процессе кристаллизации по-
зволяет получить слитки с измельченной гомоген-
ной структурой и исключить ковку перед прокаткой
слитка в пруток. Процесс, аналогичный ковке, про-
исходит уже во время деформации слитка на стане
шаговой прокатки [5]. Применение малогабарит-
ных станов шаговой прокатки позволяет получить
наибольший эффект при производстве малотоннаж-
ных партий проката, обеспечивающих выход гото-
вого проката за один проход в одной клети. Этому
условию удовлетворяет стан шаговой прокатки с
приводом валков через шарнирно-рычажную
систему.
Слитки диаметром 70 мм получены в электрон-
но-лучевой установке МВ-1 по оригинальной тех-
нологии, представленной в работе [6]. В качестве
исходного сырья здесь использовали молибден ме-
таллический в виде спеченных брикетов (ТУ РА28-
54-529-61-661—2007) производства завода OAO
«Чистое железо» (Ереван). Применяли оптималь-
ный режим плавки, полученный в результате мате-
матического моделирования процесса формирова-
ния слитка с использованием электронно-лучевого
периферийного обогрева [7]. Применение указан-
ного режима позволило поддерживать глубину
жидкой ванны металла в кристаллизаторе на уровне
4...6 мм. Полученные слитки при помощи механи-
ческой обработки на токарном станке переработаны
в прокатную заготовку диаметром 62 мм.
После механической обработки слитки прокаты-
вали в пруток на стане шаговой прокатки СШ175
за один проход до диаметра 18 мм (рис. 2).
Стан СШ175 предназначен для получения не-
больших партий проката широкого сортамента. Он
относится к станам с качающимися валками. Его
достоинства заключаются в компактности, универ-
сальности, простоте конструкции.
В прокатной клети осуществляется шаговая де-
формация заготовки с высокими обжатиями, что
позволяет за один проход и с одного нагрева полу-
чать готовый продукт. В клети, в зависимости от
формы поперечного сечения получаемого профиля,
может быть установлено два, три или четыре ра-
бочих валка. При прокатке клеть совершает воз-
вратно-поступательное, а валки, связанные шар-
нирно штангами с рамой стана, – качательное
движение.
Технологический процесс получения заготовок
на стане СШ175 происходит следующим образом.
Нагретую заготовку подают к стану и устанавли-
вают по оси прокатки перед толкателем задающего
устройства. Включается привод механизма подачи,
и заготовка ускоренно подается в прокатную клеть.
При проходе заготовки к валкам прокатной клети
привод механизма подачи переводится в режим по-
дачи, включается электродвигатель главного приво-
да стана, начинается процесс шаговой прокатки.
При прокатке валками переменного радиуса в
каждом шаге деформации на заготовке образуется
переходный участок (конус деформации) от исход-
ной заготовки к готовому профилю. После каждого
шага деформации (во время образования зазора
между валками), превышающего высоту исходной
заготовки, ее перемещают на ход подачи и кантуют
на угол 45, 60 и/или 90° (в зависимости от формы
поперечного сечения получаемого профиля). После
прокатки исходной заготовки главный привод стана
отключается, а каретка с толкателем возвращаются
механизмом подачи в исходное положение.
Стан работает в полуавтоматическом режиме,
при котором оператор дает команду только на нача-
ло прокатки. Механизмы стана могут работать в
ручном (настроечном) режиме управления. Стан
мобилен в эксплуатации – переход на прокатку
различных профилей осуществляется путем изме-
нения зазора между валками или замены комплекта
сменных вкладышей. Небольшой габарит стана поз-
воляет размещать его в действующих заготовитель-
ных цехах, используя существующие нагреватель-
ные устройства и оборудование для отделки метал-
ла (правильные машины, ножницы и т.д.), что зна-
чительно снижает капитальные затраты на органи-
зацию производства заготовок.
Прокат разрезали на мерные куски длиной 1...
...2 м (рис. 3), затем всесторонне исследовали: по-
лучены микро- и макроструктуры образцов прока-
та, определены их механические свойства. Прокат
отличается достаточно гладкой поверхностью, ко-
лебания диаметра прутков как в партии, так и вдоль
заготовки значительно ниже требуемых ГОСТ
17432—72 «Материалы порошковые. Прутки и
поковки из сплава марки М-МП. Технические ус-
ловия» и ТУ 48-19-247—87 «Прутки молибденовые
диаметром от 16 до 125 мм. Технические условия»,
погрешность составляет ±1 мм.
Рис. 2. Стан СШ175 (а) и процесс прокатки (б)
13
Анализ химического состава прутков показал,
что содержание основных примесей не превышает
указанного в стандартах как для порошкового мо-
либдена, так и для молибдена вакуумной плавки
(табл. 1).
Структура проката молибдена исследована на
образцах, извлеченных в сечении, соответствующе-
му как началу прокатки, так и готовому прокату
(рис. 4).
Структуры исходного и деформированного об-
разцов как на макро-, так и на микроуровне отлича-
ются только размерами – размер зерен прокатан-
ного молибдена меньше в 3...4 раза. На микрострук-
туре видны четкие границы зерен, мелкие включе-
ния расположены как внутри зерен, так и по их
границам.
Механические свойства полученных молибдено-
вых прутков превышают значения соответствую-
щих требований стандартов и по прочности, и по
пластическим свойствам (табл. 2).
Проведенные исследования опытно-промыш-
ленной партии проката молибдена показали, что
применение технологической последовательности
Т а б л и ц а 1 . Химический состав молибденовых прутков
Стандарт
Марка
сплава
Массовая доля примесей, %, не
более
Fe C O N
ЭЛПЕ МЧВП 0,007 0,002 0,0005 0,002
ТУ 48-19-247—87 МЧ 0,010 0,010 0,008 —
МЧВП 0,010 0,030 0,005 0,002
ТУ 48-19-203—85 МЧ 0,014 — — —
МЧВП 0,014 0,03 0,005 0,005
Рис. 3. Прокат молибдена диаметром 18 мм
Рис. 4. Макро- и микроструктура молибденовых заготовок (а) и проката (б)
14
первичная шихта—слитки ЭЛПЕ—прутки стана ша-
говой прокатки позволяют получить полуфабрика-
ты необходимого сортамента и качества, полностью
отвечающие требованиям соответствующих стан-
дартов.
1. Зеликман А.Н. Молибден. – М.: Металлургия, 1970. –
440 с.
2. Дуговые вакуумные печи и электронные плавильные уста-
новки / М.Я. Смелянский, В.А. Бояршинов, К.Д. Гут-
терман и др. – М.: Металлургиздат, 1962. – 190 с.
3. Патон Б.Е., Тригуб Н.П., Ахонин С.В. Электронно-луче-
вая плавка тугоплавких и высокореакционных метал-
лов. – Киев: Наук. думка, 2008. – 306 с.
4. Мушегян В.О. Электронно-лучевая установка для плавки
молибдена // Современ. электрометаллургия. –
2010. – № 1. – С. 44—47.
5. Финкельштейн Я.С. Справочник по прокатному и труб-
ному производству. – М.: Металлургия, 1975. – 400 с.
6. Мушегян В.О. Электронно-лучевая плавка с промежуточ-
ной емкостью – эффективный способ повышения меха-
нических свойств молибдена // Электрометаллургия. –
2010. – № 9. – С. 28—31.
7. Мушегян В.О. Оптимизация технологии электронно-луче-
вой плавки молибдена методом математического модели-
рования // Современ. электрометаллургия. – 2011. –
№ 4. – С. 9—11.
The end-to-end technology has been developed for manufacture of molybdenum rolled metal (rods) of pressed powdered
briquettes of primary recycling. The technology includes the electron beam cold hearth melting, application of periphery
heating in the mould, and also a stepping rolling mill. During melting the depth of molten pool in the mould was
maintained within the 4...6 mm ranges. Ingots of 70 mm diameter were produced and processed into a rolled billet of
62 mm diameter and rolled metal of 18 mm diameter. Chemical composition, structure and properties of produced
molybdenum rods were investigated. Sizes of grain of initial billets and rod (size of grain of rolled molybdenum is 3...4
times smaller) were determined. A high level of mechanical properties of rods materials was attained: ultimate tensile
strength is more than 700 MPa, elongation is higher than 20 %. It is shown that the quality of rods corresponds to the
requirements of standards for hot-rolled rods of molybdenum of grades MCh and MChVP. Ref. 7, Tables 2, Figs. 4.
K e y w o r d s : molybdenum; briquettes; impurities; electron beam remelting; refining; rolled metal; technological
conditions; stepped rolling
Поступила 10.04.2013
Т а б л и ц а 2 . Механические свойства молибденовых прутков
Стандарт Марка сплава Состояние прутков Диаметр, мм
Механические свойства
Временное
сопротивление при
растяжении, МПа, не
менее
Относительное
удлинение, %, не
менее
ЭЛПЕ МЧВП Горячекатаные
Необточенные
18 720 23
ГОСТ 17432—72 М-МП Горячекатаные 14,5...24,0 640 20
ТУ 48-19-203—85 МЧ Горячекатаные
Необточенные
13,00 (из штабиков
25×25 или 32×32)
539 8,0
15
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96680 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7681 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-29T08:52:43Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Мушегян, В.О. 2016-03-19T11:28:22Z 2016-03-19T11:28:22Z 2013 Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки / В.О. Мушегян // Современная электрометаллургия. — 2013. — № 2 (111). — С. 12-15. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96680 669.187.526:51.001.57 Разработана сквозная технология получения молибденового проката (прутков) из прессованных порошкових брикетов первичной переработки. Технология включает электронно-лучевую плавку с промежуточной емкостью, применение периферийного обогрева в кристаллизаторе, а также стан шаговой прокатки. В процессе плавки поддерживали глубину жидкой ванны в кристаллизаторе в пределах 4...6 мм. Получены слитки диаметром 70 мм, переработанные в прокатную заготовку диаметром 62 мм и прокат диаметром 18 мм. Исследованы химический состав, структура и свойства полученных молибденовых прутков. Определены размеры зерна исходной заготовки и прутка (размер зерен прокатанного молибдена меньше в 3...4 раза). Достигнут высокий уровень механических свойств материалов прутков: временное сопротивление при растяжении – более 700 МПа, относительное удлинение – свыше 20 %. Показано, что качество прутков соответствует требованиям стандартов для горячекатаных прутков молибдена марок МЧ и МЧВП. The end-to-end technology has been developed for manufacture of molybdenum rolled metal (rods) of pressed powdered briquettes of primary recycling. The technology includes the electron beam cold hearth melting, application of periphery heating in the mould, and also a stepping rolling mill. During melting the depth of molten pool in the mould was maintained within the 4...6 mm ranges. Ingots of 70 mm diameter were produced and processed into a rolled billet of 62 mm diameter and rolled metal of 18 mm diameter. Chemical composition, structure and properties of produced molybdenum rods were investigated. Sizes of grain of initial billets and rod (size of grain of rolled molybdenum is 3...4 times smaller) were determined. A high level of mechanical properties of rods materials was attained: ultimate tensile strength is more than 700 MPa, elongation is higher than 20 %. It is shown that the quality of rods corresponds to the requirements of standards for hot-rolled rods of molybdenum of grades MCh and MChVP. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Электронно-лучевые процессы Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки New technology of molybdenum rod production using electron beam melting Article published earlier |
| spellingShingle | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки Мушегян, В.О. Электронно-лучевые процессы |
| title | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки |
| title_alt | New technology of molybdenum rod production using electron beam melting |
| title_full | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки |
| title_fullStr | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки |
| title_full_unstemmed | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки |
| title_short | Новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки |
| title_sort | новая технология получения молибденового прутка с использованием электронно-лучевой плавки |
| topic | Электронно-лучевые процессы |
| topic_facet | Электронно-лучевые процессы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96680 |
| work_keys_str_mv | AT mušegânvo novaâtehnologiâpolučeniâmolibdenovogoprutkasispolʹzovaniemélektronnolučevoiplavki AT mušegânvo newtechnologyofmolybdenumrodproductionusingelectronbeammelting |