Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі
The paper considers the issues of increasing the efficiency of electron beam scull melting (EBSM) by optimizing the parameters of electromagnetic stirring (EMS) of the melt. The example of titanium melt preparation process in a copper watercooled sectional crucible is shown on example of an EMS syst...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/107 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471940626939904 |
|---|---|
| author | Гориславець, Ю. М. Глухенький, О. І. Бондар, О. І. Ладохін, С. В. Ворон, М. М. Ліхацький, Р. Ф. |
| author_facet | Гориславець, Ю. М. Глухенький, О. І. Бондар, О. І. Ладохін, С. В. Ворон, М. М. Ліхацький, Р. Ф. |
| author_sort | Гориславець, Ю. М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-11-02T06:12:34Z |
| description | The paper considers the issues of increasing the efficiency of electron beam scull melting (EBSM) by optimizing the parameters of electromagnetic stirring (EMS) of the melt. The example of titanium melt preparation process in a copper watercooled sectional crucible is shown on example of an EMS system consisting of two coils. The analysis of melting and casting technological parameters, as well as modeling of temperature and hydrodynamic processes, are reviewed. The optimum parameters of a liquid metal bath in the formed volume of metal inside the scull are determined, after which the most effective growth of the liquid metal amount could be achieved. The expediency of increasing the efficiency of electromagnetic stirring by controlling the phase shift angle between the electrical voltages fed by the adjacent coils of the crucible electromagnetic stirring system is shown. It has been determined and shown that in the process of melt bath forming, it is advisable to change its motion directions at different stages of the process. The conditions of the highest energy efficiency of the melting process, which are to maintain a moderate thickness of the scull side walls, are investigated. This feature is up to reduce the heat dissipation from the melt and also to reduce the intensity and the area of evaporation of the metal under the action of electron beam. This approach also improves the lifetime of the crucible and reduces the risk of accidents. The possibility of reducing the melting time by introducing into the crucible a fixed mass of the melt obtained in another melting tank after preheating the charge with an electron beam to a temperature at which the explosive emission of the melt is eliminated is considered. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:31Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-107 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:31Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1072023-11-02T06:12:34Z Increasing the electron beam melting process efficiency in a scull crucible Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі Гориславець, Ю. М. Глухенький, О. І. Бондар, О. І. Ладохін, С. В. Ворон, М. М. Ліхацький, Р. Ф. electron beam melting scull crucible electromagnetic stirring electromagnetic hydrodynamic and thermal processes melting and casting of titanium alloys електронно-променева плавка гарнісажний тигель електромагнітне перемішування електромагнітні гідродинамічні та теплові процеси плавка і лиття титанових сплавів The paper considers the issues of increasing the efficiency of electron beam scull melting (EBSM) by optimizing the parameters of electromagnetic stirring (EMS) of the melt. The example of titanium melt preparation process in a copper watercooled sectional crucible is shown on example of an EMS system consisting of two coils. The analysis of melting and casting technological parameters, as well as modeling of temperature and hydrodynamic processes, are reviewed. The optimum parameters of a liquid metal bath in the formed volume of metal inside the scull are determined, after which the most effective growth of the liquid metal amount could be achieved. The expediency of increasing the efficiency of electromagnetic stirring by controlling the phase shift angle between the electrical voltages fed by the adjacent coils of the crucible electromagnetic stirring system is shown. It has been determined and shown that in the process of melt bath forming, it is advisable to change its motion directions at different stages of the process. The conditions of the highest energy efficiency of the melting process, which are to maintain a moderate thickness of the scull side walls, are investigated. This feature is up to reduce the heat dissipation from the melt and also to reduce the intensity and the area of evaporation of the metal under the action of electron beam. This approach also improves the lifetime of the crucible and reduces the risk of accidents. The possibility of reducing the melting time by introducing into the crucible a fixed mass of the melt obtained in another melting tank after preheating the charge with an electron beam to a temperature at which the explosive emission of the melt is eliminated is considered. В роботі розглянуто питання підвищення ефективності електронно-променевої гарнісажної плавки (ЕПГП) за рахунок оптимізації параметрів електромагнітного перемішування (ЕМП) розплаву. На прикладі процесу приготування розплаву титану в мідному водоохолоджуваному секційному гарнісажному тиглі із системою ЕМП, яка складається з двох котушок, проведено аналіз технологічних параметрів плавки та лиття, а також моделювання температурних та гідродинамічних процесів. Визначено оптимальні параметри рідкометалевої ванни у сформованому об’ємі металу всередині гарнісажу, після наведення якої відбувається найбільш ефективне збільшення кількості рідкого металу. Показано доцільність підвищення ефективності електромагнітного перемішування за рахунок керування кута зсуву фаз між електричними напругами, що живлять сусідні котушки системи електромагнітного перемішування. Визначено та показано, що в процесі формування ванни розплаву є доцільною своєрідна поперемінна зміна його руху на різних етапах процесу. Також досліджено умови найбільшої енергетичної ефективності процесу плавки, які полягають у збереженні помірної товщини бокових стінок гарнісажу, за рахунок чого зменшується тепловідведення від розплаву та зменшується інтенсивність і площа випаровування металу під дією електронного променя. Такий підхід також дозволяє підвищити термін експлуатації тиглів та зменшити ризики аварій. Розглянуто можливість скорочення часу плавки шляхом введення в тигель фіксованої маси розплаву, одержаного в іншій плавильній ємності, після попереднього прогріву шихти електронним променем до температури, при якій виключається вибуховий викид розплаву. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-12 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/107 10.15407/steelcast2020.02.056 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 2 (2020): Метал та лиття України Метал та лиття України ; Том 28 № 2 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/107/107 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | електронно-променева плавка гарнісажний тигель електромагнітне перемішування електромагнітні гідродинамічні та теплові процеси плавка і лиття титанових сплавів Гориславець, Ю. М. Глухенький, О. І. Бондар, О. І. Ладохін, С. В. Ворон, М. М. Ліхацький, Р. Ф. Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| title | Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| title_alt | Increasing the electron beam melting process efficiency in a scull crucible |
| title_full | Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| title_fullStr | Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| title_full_unstemmed | Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| title_short | Підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| title_sort | підвищення ефективності електронно-променевого плавлення металу в гарнісажному тиглі |
| topic | електронно-променева плавка гарнісажний тигель електромагнітне перемішування електромагнітні гідродинамічні та теплові процеси плавка і лиття титанових сплавів |
| topic_facet | electron beam melting scull crucible electromagnetic stirring electromagnetic hydrodynamic and thermal processes melting and casting of titanium alloys електронно-променева плавка гарнісажний тигель електромагнітне перемішування електромагнітні гідродинамічні та теплові процеси плавка і лиття титанових сплавів |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/107 |
| work_keys_str_mv | AT gorislavecʹûm increasingtheelectronbeammeltingprocessefficiencyinascullcrucible AT gluhenʹkijoí increasingtheelectronbeammeltingprocessefficiencyinascullcrucible AT bondaroí increasingtheelectronbeammeltingprocessefficiencyinascullcrucible AT ladohínsv increasingtheelectronbeammeltingprocessefficiencyinascullcrucible AT voronmm increasingtheelectronbeammeltingprocessefficiencyinascullcrucible AT líhacʹkijrf increasingtheelectronbeammeltingprocessefficiencyinascullcrucible AT gorislavecʹûm pídviŝennâefektivnostíelektronnopromenevogoplavlennâmetaluvgarnísažnomutiglí AT gluhenʹkijoí pídviŝennâefektivnostíelektronnopromenevogoplavlennâmetaluvgarnísažnomutiglí AT bondaroí pídviŝennâefektivnostíelektronnopromenevogoplavlennâmetaluvgarnísažnomutiglí AT ladohínsv pídviŝennâefektivnostíelektronnopromenevogoplavlennâmetaluvgarnísažnomutiglí AT voronmm pídviŝennâefektivnostíelektronnopromenevogoplavlennâmetaluvgarnísažnomutiglí AT líhacʹkijrf pídviŝennâefektivnostíelektronnopromenevogoplavlennâmetaluvgarnísažnomutiglí |