Общие способы рафинирования или переплавки металлов, устройства для электрошлаковой или электродуговой переплавки металлов: ..нагреванием с помощью волновой энергии или облучением частицами – C22B 9/22

Изобретение относится к пирометаллургии. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает расплавление исходного сырья с флюсом, содержащим 3-15 мас.% обезвоженной буры, 0,5-3 мас.% оксида кальция и 0,4-3 мас.% кварцевого песка относительно суммы масс примесей в исходном продукте. Нагретый до 1100-1200°C расплав барботируют кислородосодержащим газом до завершения окисления примесей. После чего переливают окисленный расплав при температуре 1200-1250°C в нагретую футерованную изложницу, установленную в роторе центрифуги. Осуществляют вращение изложницы с расплавом со скоростью, создающей гравитационный коэффициент Kg=50÷500. Используют изложницу, обеспечивающую скорость охлаждения залитого расплава не более 10°C/мин. Вращение изложницы прекращают при завершении процесса кристаллизации расплава с получением отливки с температурой ниже температуры солидус. Обеспечивается повышение степени очистки золотосодержащих материалов от примесей при одновременном обеспечении требуемых геометрических параметров конечного продукта. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке сульфидных медно-никелевых материалов, содержащих металлы платиновой группы, в частности при пирометаллургической переработке никель-пирротиновых концентратов, содержащих металлы платиновой группы. Сущность способа заключается в том, что исходный материал предварительно смешивают с оксидом кальция в количестве 15-20% от массы исходного материала и расплавляют с получением штейно-шлакового расплава. Затем на его поверхность подают кремнийсодержащий сплав-коллектор в виде ферросилиция марки ФС25, коллектирующего платиновые металлы и никель. При этом медь остается в штейне. Полученный расплав подвергают выдерживке. В качестве исходного материала используют никель-пирротиновый концентрат. Кроме того, кремнийсодержащий сплав используют в измельченном виде. Технический результат заключается в повышении извлечения и концентрирования металлов платиновой группы в металлической фазе, разделении меди и никеля по продуктам плавки. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.

Изобретение относится к способу получения карбида кальция. Способ включает термическую обработку дробленых известняка и угля с отводом газообразных продуктов, которые используют для производства углекислоты. Термическую обработку ведут в одном реакторе. На первом этапе в процессе ввода сырья в реактор его подвергают нагреву до 1000°-1200°С теплопередачей от конструктивных элементов загрузочного канала и воздействием на сырье плазменного луча в зоне свободного перемещения частиц сырья. Термическую обработку сырья осуществляют в атмосфере диоксида углерода. Последующий синтез карбида кальция осуществляют при температуре как минимум 1700-1800° индукционным нагревом реакционной массы. Полученный расплав карбида кальция отводят. Из верхней части реактора отводят газообразные продукты, из которых выделяют окись углерода и диоксид углерода, причем как минимум часть отводимого диоксида углерода используют для заполнения загрузочного канала. Для производства углекислоты используют объем диоксида углерода, оставшийся после заполнения загрузочного канала, и весь объем окиси углерода. Техническим результатом является повышение выхода целевого продукта и снижение энергоемкости процесса. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинированию тантала. Способ рафинирования сплавов на основе тантала включает вакуумный электронно-лучевой переплав в горизонтальном кристаллизаторе помещенной в него шихты с выделением возгонов ее металлических примесей на конденсирующей их поверхности и возгонов газосодержащих примесей и получением слитка тантала путем перемещения электронного луча от начала к концу кристаллизатора по всей поверхности шихты с его последующим отключением. Шихта содержит металлические примеси тугоплавких металлов с близкой к танталу температурой плавления. Вакуумный электронно-лучевой переплав ведут в два этапа. Полученный на первом этапе слиток тантала с примесями тугоплавких металлов подвергают электрохимической переработке с выделением танталсодержащего катодного осадка, который подвергают второму этапу переплава с получением слитка кондиционного тантала и содержащих тантал возгонов, которые возвращают на электрохимическую переработку. От первого этапа переплава ко второму удельную мощность электронного луча увеличивают с 0,024-0,035 до 0,040-0,045 кВт/мм², а скорость перемещения луча снижают с 40-60 до 4-6 мм/мин Увеличивается степень извлечения и чистоты тантала. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано для получения слитка сплава высокой чистоты. Способ включает: стадию загрузки исходного материала сплава в холодный тигель в индукционной плавильной печи с холодным тиглем и образование ванны расплава исходного материала сплава индукционным нагревом в атмосфере инертного газа, стадию продолжения индукционного нагрева и добавления первого рафинирующего агента к ванне расплава, и затем уменьшения содержания по меньшей мере фосфора из числа примесных элементов, присутствующих в ванне расплава, и стадию формирования слитка сплава посредством отверждения расплава, содержание фосфора в котором было уменьшено. Первый рафинирующий агент представляет собой смесь металлического кальция и флюса, при этом флюс содержит фторид кальция и по меньшей мере один компонент из оксида кальция и хлорида кальция. Массовая доля суммарного содержания оксида кальция и хлорида кальция по отношению к фториду кальция находится в интервале от 5 до 30 масс.%, и массовая доля металлического кальция по отношению к ванне расплава составляет 0,4 масс.% или более. Слиток сплава также может быть получен в электроннолучевой печи с холодным подом. Изобретение позволяет получить слиток сплава высокой чистоты с минимальным содержанием фосфора за счет использования рафинирующего агента специального состава. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 табл., 9 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для зонной плавки любых металлов, включая тугоплавких и химически активных. В способе осуществляют загрузку металлической шихты и ее последовательное плавление электронным лучом или плазмой в верхний кристаллизатор, выполненный с вертикальным пазом, в который перед загрузкой металлической шихты устанавливают пластину из очищенного от примесей переплавляемого металла, перекрывающую упомянутый паз, наплавление в верхнем кристаллизаторе ванны расплава металла глубиной не более 50 мм, без проплавления упомянутой пластины, при этом электронным лучом или плазмой проплавляют паз в упомянутой пластине на глубину меньше глубины наплавляемой ванны расплава на 20-30% и сливают рафинированную порцию расплава металла в нижний кристаллизатор для формирования слитка. В верхнем кристаллизаторе выполнен перекрываемый пластиной из очищенного от примесей переплавляемого металла вертикальный паз с образованием уступа для удерживания тяжелых примесей в процессе плавки, а упомянутые кристаллизаторы установлены на поддоне. Изобретение позволяет повысить эффективность использования и расширения технических возможностей за счет снижения энергозатрат, сокращения производственного цикла, увеличения массы металла при плавлении и уменьшения габаритов оборудования. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам электронно-лучевой выплавки изделий из тугоплавких металлов и сплавов, и может быть использовано в авиационном и энергетическом машиностроении при изготовлении деталей горячего тракта газотурбинных двигателей. Заявлены способ электронно-лучевой выплавки изделий из тугоплавких металлов и сплавов и устройство для его осуществления. Способ включает размещение переплавляемого материала внутри сменного формообразующего тигля и установку внутри охлаждаемой вакуумной камеры катодного узла, анода и тигля. Тигель закрепляют внутри выполненного в виде металлической трубы анода, размещенного осесимметрично внутри катодного узла с системой кольцевых фокусирующих электродов и нитевидным кольцевым катодом. Расплавление переплавляемого материала в тигле или сначала только придонной части, а затем всего материала ведут путем перемещения анода или катодного узла относительно друг друга вдоль их вертикальной оси с формированием зоны кристаллизации выплавляемого изделия у дна тигля и перемещением зоны расплавленного материала вверх со скоростью, обеспечивающей образование усадочной полости в верхней части изделия. Технический результат - получение сложнопрофильных изделий высокой прочности, увеличение площади его несущего сечения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 пр.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для литья любых металлов, включая тугоплавкие и химически активные. В способе осуществляют загрузку металлической шихты в кристаллизатор и ее плавление электронным лучом или плазмой путем сканирования ее поверхности с образованием расплава металла и получение слитка. Используют непрессованную или прессованную в брикет металлическую шихту, которую переплавляют двусторонним переплавом, при этом при использовании прессованной в брикет металлической шихты плавление одной стороны осуществляют за счет попеременного перемещения зоны нагрева от одной стороны квадрата к его противоположной стороне, а при использовании непрессованной металлической шихты - за счет постоянного перемещения зоны нагрева от центра по квадратной спирали к периметру кристаллизатора. Причем плавление одной стороны осуществляют на глубину большей половины от высоты производимого слитка, при окончании плавления с одной стороны полученный слиток поворачивают и укладывают проплавленной частью на днище кристаллизатора, а затем повторяют плавление второй половины по той же схеме, по которой производилась плавка первой половины. Изобретение позволяет снизить энергозатраты, сократить производственный цикл и уменьшить массу металла при плавлении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к получению слитков гафния и может быть использовано для получения слитков тугоплавких металлов в электронно-лучевой печи. Способ включает загрузку шихты и плавку металла электронным лучом с электромагнитным перемешиванием расплава, плавку проводят в тигле с гарнисажем в трехступенчатом режиме: 1-я ступень - разогрев шихты и наведение жидкой ванны при мощности электронного луча P₁=K₁·Pmax, где K₁ 0,5; 2-я ступень - усреднение и рафинирование металла при электромагнитном перемешивании расплава с направлением перемешивания к стенкам гарнисажа при мощности электронного луча Р₂ =K₂·Рmax, где 0,5<К₂<0,9; 3-я ступень - слив расплава при электромагнитном перемешивании расплава с направлением перемешивания к центру тигля при мощности электронного луча Р₃=К₃·Рmax, где 0,9 К₃ 1, где P₁; P₂ и P₃ - мощность луча на 1, 2 и 3 ступенях режима; К₁, К₂ и К₃ - коэффициенты мощности луча; Рmах - максимальная мощность электронного луча. Изобретение позволяет стабилизировать режим плавки за счет исключения пробоев электронно-лучевой пушки, повышение однородности распределения примесей по объему слитков, снижение затрат удельной электроэнергии. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к способу плавления стального лома. Способ включает подачу энергии для плавления нагнетанием рабочего газа через проточный канал (8) и направление при этом, по меньшей мере, посредством одной плазменной горелки (10). Производство плазмы осуществляют, по меньшей мере, посредством одной индуктивной электронагревательной катушки (18), соосно охватывающей проточный канал (8) и образующей зону нагрева (17). Печь содержит, по меньшей мере, одно пронизывающее стенку печи нагревательное устройство (6) для подачи энергии плавления. Нагревательное устройство (6) содержит корпус (7) в форме трубы, охватывающий проточный канал 8. Продольный участок корпуса (7) в форме трубы выполнен, как плазменная горелка (10), причем он имеет соосно охватывающую проточный канал (8) образующую зону (17) нагрева индуктивную электронагревательную катушку (18). 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке слитков из высокореакционных металлов и сплавов плазменно-дуговым и электронно-лучевым переплавом. Способ включает загрузку шихты различного состава и габаритного размера в плавильную установку и ее расплавление факелом плазматрона или электронным лучом с образованием расплава металла и корректировку процесса плавки с учетом изменений параметров. Проводят термографическое сканирование поверхности расплава в инфракрасном диапазоне теплового излучения с определением температурного поля и регистрацией теплового изображения, а при локальных изменениях спектра температурного поля в сторону понижения температуры при неполном расплавлении шихты осуществляют выравнивание температуры поверхности расплава посредством корректировки траектории движения факела плазматрона или электронного луча с направленностью на участки поверхности с пониженной температурой. Изобретение позволяет стабилизировать температуру расплава и поддерживать максимальную площадь поверхности расплава на холодном поде. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструктивным элементам плавильного оборудования вакуумно-дуговых, плазменно-дуговых и электронно-лучевых печей, в конструкции которых используется водоохлаждаемый плавильный инструмент - холодный тигель. В каналах охлаждения дополнительно установлены трубы, которые коаксиально расположены относительно стенок каналов, по трубам подается вода, а герметичные полости между стенками каналов и трубами заполнены промежуточным теплоносителем, не образующим с расплавом взрывоопасных смесей, с возможностью его циркуляции при атмосферном давлении. Дополнительно в элементах конструкции корпуса водоохлаждаемого плавильного инструмента выполнены полости, заполненные материалом с большой удельной теплотой плавления, температура плавления которого ниже температуры ползучести материала, из которого изготовлен плавильный инструмент. Изобретение не допускает непосредственного контакта воды и расплава реакционного металла в случае прожога тигля и перегрева конструкции тигля, приводящего к его разрушению, при аварийном прекращении функционирования системы охлаждения. 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к способу получения высокочистого кобальта для распыляемых мишеней. Способ включает восстановление хлорида кобальта водородом при нагревании до получения металлического кобальта в виде порошка или губки. После восстановления проводят прессование их в пруток и электронную вакуумную перекристаллизацию прутка до получения кристаллов высокочистого кобальта. Затем ведут электронный переплав полученных кристаллов в охлаждаемом кристаллизаторе с каждой стороны на всю глубину не менее двух раз для получения плоского слитка кобальта высокого структурного качества. При этом перед восстановлением хлорид кобальта подвергают зонной сублимации с пропусканием потока влажного аргона со скоростью 100 мл/мин навстречу перемещению зоны сублимации шириной 50 мм с длиной первоначальной засыпки хлорида кобальта 500 мм и со скоростью перемещения зоны сублимации 50 мм/ч в 10 проходов при температуре 940-960°С. После зонной сублимации отделяют 90-95% начальной части слитка хлорида кобальта и восстановлению подвергают отделенную часть слитка хлорида кобальта при температуре 750-780°С в течение 1 часа. Техническим результатом является повышение технологичности процесса при получении высокочистого кобальта, предназначенного для тонкопленочной металлизации магнетронным распылением мишеней.

Изобретение относится к области порошковой металлургии и направлено на получение порошков, состоящих из сферических гранул жаропрочных и химически активных сплавов. В способе в качестве исходной расходуемой заготовки используют металлический стержень, полученный в вакуумно-плазменной гарнисажной печи, плазменную дугу для расплавления исходной расходуемой заготовки возбуждают между электродуговым плазмотроном, расположенным под углом к оси вращения тигля, и токопроводящим тиглем с образованием плазменного факела, а кромки тигля выполняют из материала, обеспечивающего уменьшение краевого угла смачивания кромки жидким расплавом и силы поверхностного натяжения, удерживающей каплю на поверхности кромки при вращении тигля, в процессе плавления осуществляют регулирование расхода плазмообразующего газа, мощности электрической дуги и продольной скорости подачи исходной расходуемой заготовки. В устройстве держатель заготовки выполнен с возможностью обеспечения продольного перемещения исходной расходуемой заготовки с одновременным ее вращением и содержит регулирующее устройство, обеспечивающее изменение продольной скорости подачи исходной расходуемой заготовки. В устройстве для изготовления исходной расходуемой заготовки используют вакуумный плазмотрон, который установлен под углом относительно вертикальной оси тигля и расположен на его периферии вне зеркала расплава, а печь снабжена системами электромагнитного управления вакуумной плазменной дугой и электромагнитного перемешивания расплава в виде верхней и нижней групп электромагнитов. Изобретения позволяют получить однородные по химическому составу сферические гранулы, не содержащие нежелательные примеси и без внутренней пористости, а также повысить прочность и мелкодисперсность порошка из сферических гранул и экономичность процесса их изготовления. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к плавильному оборудованию, а именно к конструктивным элементам плазменно-дуговых и электронно-лучевых печей с холодным подом для получения слитков из высокореакционных металлов и сплавов. Плавильная печь содержит независимые источники нагрева, последовательно установленные с зазором на раме холодного пода плавильный тигель с задней стенкой, рафинирующие тигли, кристаллизатор и переливные пороги. Полости, образованные в зазоре между последовательно установленными элементами печи, заполнены нейтральным флюсом на основе фторида кальция, а верхние кромки полостей выполнены в виде фасок под углом 30÷60°. Изобретение позволяет устранить затекание металла в зазоры между элементами печи и увеличить стойкость пода за счет улучшения условий охлаждения медных тиглей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к производству жидкого металла в черной и цветной металлургии, в частности, может быть использовано для производства титановых сплавов в вакуумных плавильных печах с холодным подом и независимыми источниками нагрева. Печь дополнительно содержит установленный над расплавом экран, выполненный из металла или сплава, аналогичного выплавляемым в печи, и механизм его перемещения, регулирующий расстояние между расплавом и экраном для обеспечения образования на поверхности экрана слоя жидкого металла без его перегрева, при котором жидкий металл с экрана начнет стекать в расплав. Изобретение позволяет кардинально уменьшить лучистые тепловые потери с поверхности расплава за счет установки экрана над поверхностью ванны, при этом физические свойства экрана в процессе возникновения расплава меняют свои характеристики, создавая условия для возникновения равновесного лучистого теплообмена между экраном и поверхностью расплава. 1 ил.

Изобретение относится к устройству для одновременного получения тугоплавких металлических и неметаллических материалов и возгонов. Устройство содержит реактор-сепаратор, боковые питатели с каналами, гранулятор и теплообменные устройства первой, второй и третьей стадии. При этом реактор-сепаратор выполнен в виде цилиндрической камеры со стержневым полым электродом с теплообменными элементами, каналом для эвакуации отходящих газов и возгонов и электромагнитной катушкой. Теплообменное устройство первой стадии выполнено в виде барабанного смесителя для одновременной сушки и нагрева сырьевой шихты до температуры выше 100°С горячим клинкером, поступающим с гранулятора. Теплообменное устройство второй стадии для передачи нагретой сырьевой шихты выполнено в виде полого корпуса, охватывающего цилиндрическую камеру реактора. А теплообменное устройство третьей стадии выполнено в виде плазмотрона-термодекарбонизатора, оборудованного пересыпными полками или транспортирующим шнеком для прохождения сырьевой шихты при подаче плазмообразующего газа. Технический результат заключается в исключении потерь тепла в окружающую среду, максимальном использовании энергии экзотермических реакций, минимальном потреблении энергоресурсов, необходимых для клинкерообразования, значительном повышении производительности реактора и качества цементных клинкеров. 1 ил.

Группа изобретений относится к производству кремния. Способ вакуумной очистки кремния включает загрузку очищаемого кремния в тигель, расплавление его с использованием электронно-лучевого нагрева под вакуумом, выдержку расплава в тигле для испарения примесей и его кристаллизацию с получением очищенного кремния. При этом выдержку расплава осуществляют при интенсивном нагреве центральной части поверхности расплава и отводе тепла от верхней части стенки тигля на уровне поверхности расплава и от центральной части днища тигля. Отвод тепла от верхней части стенки тигля осуществляют с большей интенсивностью по сравнению с отводом тепла от центральной части днища тигля. Кристаллизацию расплава ведут с отводом тепла только от днища тигля при равномерном снижении интенсивности нагрева поверхности расплава. Устройство содержит вакуумную камеру, тигель с кремнием, электронно-лучевую пушку, холодильник, установленный на наружной поверхности стенки тигля в его верхней части. Оно содержит также охлаждаемую емкость, в которой соосно размещен тигель, теплоизолятор, расположенный между тиглем и охлаждаемой емкостью, и теплопроводный элемент, расположенный между охлаждаемой емкостью и днищем тигля по их продольной оси. Техническим результатом является повышение скорости очистки кремния и его чистоты, а также сокращение времени очистки и снижение энергетических и материальных затрат. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к производству кремния, в частности к вакуумной очистке кремния. Способ включает загрузку очищаемого кремния в тигель, расплавление его в тигле с использованием электронно-лучевого нагрева, выдержку расплава в тигле для испарения примесей и их соединений и его охлаждение с получением очищенного кремния. При этом используют тигель из тугоплавкого материала на основе соединения кремния. Тигель размещают в охлаждаемой емкости с теплоизолятором в нижней части. Выдержку расплава кремния для испарения примесей осуществляют при интенсивном отводе тепла от верхней части стенки тигля на уровне поверхности расплава и поддержании кремния в расплавленном состоянии теплом, подводимым электронным лучом, направленным на локальный участок поверхности расплава. Устройство содержит вакуумную камеру, электронно-лучевую пушку, тигель и охлаждаемую емкость с теплоизолятором между ними. На наружной стенке тигля в его верхней части установлен холодильник. Охлаждаемая емкость и холодильник выполнены с водоохлаждаемыми контурами. Устройство может быть снабжено средством для перемешивания расплава. Техническим результатом является повышение скорости расплавления и очистки кремния вакуумным испарением, сокращение времени очистки и снижение энергетических и материальных затрат. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции электронно-лучевой печи для изготовления слитка из тугоплавкого металла путем плавки металла пучком электронов. Печь содержит механизм подачи сырья, плавильное устройство, соединенное с механизмом подачи и определенное стеной и сводом печи, и содержащее, по меньшей мере, под, водоохлаждаемый кристаллизатор и электронную пушку, и устройство отвода для отходящих газов, соединенное с плавильным устройством. Печь, по меньшей мере, на одном элементе из ряда, включающего стену и свод, имеет облицовку из титана или нержавеющей стали и, кроме того, на своде установлено множество пластинчатых элементов, выполненных из титана или нержавеющей стали. В другом варианте на внутренней поверхности печи установлена съемная облицовка, которая состоит из облицовки свода, выполненной из металла, облицовки боковой стены и облицовки днища, выполненной из металла или смолы. Каждый вид облицовки выполнен с возможностью снятия из печи индивидуально. Изобретение позволяет предотвратить попадание новых загрязняющих примесей в слиток и уменьшить вероятность попадание однажды испарившихся примесей из ванны расплавленного металла на под или в кристаллизатор, а также повысить коэффициент использования печи. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области вакуумной электротермии и порошковой металлургии и предназначено для использования в электротермических установках различного назначения, в которых в качестве нагревателя используется сильноионизированная плазма для получения из исходного металлического порошка слитка металла либо мелкодисперсного очищенного порошка. Катодный узел вакуумной электронно-плазменной печи состоит из катододержателя, полого цилиндрического катода, имеющего канал для подачи плазмообразующего газа и механизм крепления катода к катододержателю, и установленной внутри катода охлаждаемой трубки для подачи порошка исходного материала в столб плазмы. Охлаждаемая трубка снабжена механизмом перемещения вдоль продольной оси катода, в ней установлен регулятор направления и формы струи газа и частиц исходного порошка. Пролетая через профильные каналы регулятора внутрь столба плазмы и приобретая при этом заданный вектор скорости и требуемое направление, частицы исходного порошка равномерно нагреваются, расплавляются и рафинируются. Изменяя с помощью механизма перемещения местоположение охлаждаемой трубки внутри катода, управляют распределением подаваемого в катод порошка по сечению плазменного разряда в зависимости от условий горения и формы разряда. Тем самым достигают контролируемости и существенного улучшения свойств конечного порошка либо слитка. 1 ил.

Группа изобретений относится к области цветной металлургии, в частности к способу переплава титановой губки или порошка и устройству для его осуществления, и может быть использовано при производстве титана. Способ переплава титановой губки или порошка заключается в том, что титановую губку или порошок подают непрерывно в вакууме в огнеупорный плавильный тигель. После расплавления излучением оптического квантового генератора большой плотности энергии - лазера - формируют титановый слиток, обеспечивая непрерывное отекание расплава титана в водоохлаждаемый кристаллизатор. Устройство содержит вакуумную камеру. В ней установлен бункер с титановой губкой или порошком, огнеупорный плавильный тигель, конвейер для непрерывной подачи титановой губки или порошка в огнеупорный плавильный тигель, оптический квантовый генератор большой плотности энергии - лазер для расплавления излучением титановой гибки или порошка и непрерывного отекания расплава титана в водоохлаждаемый кристаллизатор. Техническим результатом является уменьшение капитальных затрат на оборудование и снижение себестоимости титановых слитков. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу вакуумной очистки кремния от примесей. Способ включает расплавление кремния в тигле с использованием электронно-лучевого нагрева, выдержку расплава для испарения примесей и охлаждение с получением очищенного кремния. При этом расплавление ведут в кварцевом тигле. После расплавления проводят выдержку расплава при интенсивном теплоотводе от наружной части стенки тигля на уровне поверхности расплава и при нагреве электронным лучом, сконцентрированным на минимальной площади, преимущественно, центральной части поверхности расплава кремния. От наружной части стенки тигля отводят не менее 50% тепла от тепла, подводимого электронным лучом. Со стороны пода тигля осуществляют дополнительную подачу тепла. Техническим результатом изобретения является повышение скорости очистки кремния. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к металлургии высокочистых металлов и может быть использовано при выращивании совершенных кристаллов переходных и тугоплавких металлов. В способе образец тугоплавкого металла в виде монокристалла с объемно-центрированной кубической (ОЦК) решеткой с ориентировкой роста <111> подвергают пластической деформации за один проход в плоскости прокатки <112> со степенью обжатия 5-6% в вакуумном прокатном стане при температуре 900°С до получения наклепанного монокристалла. Затем его подвергают безградиентному высокотемпературному отжигу при температуре 2500°С путем помещения в цилиндрический контейнер, установки его с помощью держателей коаксиально электронной пушке и разогрева в вакуумной камере расфокусированным электронным пучком до получения образца с несколькими зернами размером более 25 мм без радиационного повреждения поверхности образца. Устройство для реализации способа содержит вакуумную охлаждаемую камеру, электронно-лучевую пушку, держатели, опоры, обрабатываемый материал в виде наклепанного монокристалла тугоплавкого металла и контейнер. При этом контейнер выполнен с возможностью при помощи держателей установки коаксиально с электронной пушкой и разогрева расфокусированным электронным пучком. Техническим результатом является получение совершенных кристаллов тугоплавких металлов, имеющих ОЦК решетку с высоким структурно-кристаллографическим качеством при высоком выходе годных образцов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области вакуумной электротермии и порошковой металлургии и предназначено для использования в электротермических установках различного назначения, в которых в качестве нагревателя используется сильноионизированная плазма, в частности в вакуумной электронно-плазменной печи, например, для получения из исходного металлического порошка слитка металла либо мелкодисперсного очищенного порошка. Печь снабжена системой для управления местоположением, протяженностью, направленностью и формой столба плазмы между катодом и анодом и/или местоположением, формой и размером анодного пятна, включающей внешний источник магнитного поля и внешний источник электрического поля, а анод выполнен охлаждаемым, в виде тела вращения с отверстием для пролета частиц порошка исходного материала и состоит из одной или более секций, имеющих самостоятельно регулируемые источники электропитания. Изобретение позволяет достичь равномерного нагрева частиц исходного порошка, что приводит к существенному повышению качества конечного порошка либо слитка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к выращиванию плоских кристаллов из тугоплавкого металла электронно-лучевой зонной плавкой и устройству для его реализации. Способ включает размещение затравочного кристалла, установление на нем обрабатываемого металла, приложение разности потенциалов между источником электронов и обрабатываемым металлом, установление рабочего значения тока накала для создания равномерной зоны плавления и зонный переплав. При этом в устройстве используют плоский затравочный кристалл, приваривают его к нижнему держателю. Затем обрабатываемый тугоплавкий металл приваривают к затравочному кристаллу и верхнему держателю. Зонный переплав ведут путем воздействия электронным лучом на область контакта между плоским затравочным кристаллом и обрабатываемым металлом с одновременным перемещением источника электронов снизу вверх по всей высоте и с формированием электронного луча путем фокусирования электронного пучка криволинейной формы с помощью четырех пластинчатых электростатических экранов. Два из них устанавливают перпендикулярно обрабатываемому металлу и располагают с обоих его боковых торцов и два - параллельно фронтальным плоскостям обрабатываемого металла до получения плоского кристалла заданных кристаллографических параметров. Техническим результатом является получение плоских кристаллов с заданной ориентацией оси роста, повышение кристаллографического качества и увеличение выхода годных плоских кристаллов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при производстве распыляемых магнетронных мишеней в технологии производства кремниевых интегральных схем в микроэлектронике. Исходный материал в виде прутка металлического титана, полученного йодидным методом, помещают в лодочку реактора, выполненного из огнеупорного материала, разогревают до температуры 750-800°С, пропускают через реактор над исходным материалом поток смеси аргона с бромом. Смесь получают пропусканием аргона через термостатированную при 20°С ампулу с жидким бромом. Пропускание смеси аргона с бромом ведут до максимальной очистки прутка от примесей через летучие бромиды. Очищенный пруток титана подвергают электронной вакуумной зонной перекристаллизации до получения поликристалла титана высокой чистоты. Необходимое по массе количество материала в виде поликристаллов титана переплавляют в охлаждаемом плоском кристаллизаторе до получения литой структуры высокого качества путем проплавления плоского слитка с каждой его стороны на всю глубину. Техническим результатом является повышение чистоты титана, используемого для тонкопленочной металлизации, поскольку чистота титана в значительной мере определяет электрофизические параметры наносимых тонких слоев. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения высокочистого кобальта для распыляемых мишеней. Обрабатываемый материал в виде порошка хлорида кобальта помещают в реактор из огнеупорного материала, разогревают до температуры 700-750°С, пропускают через реактор осушенный водород при скорости подачи 300 мл/мин и продолжительности 60 мин для гетерогенного восстановления хлорида кобальта до порошка металлического кобальта. В том же реакторе восстановленный порошок металлического кобальта разогревают до температуры 600-650°С, пропускают через реактор поток хлора со скоростью подачи 100 мл/мин в течение 30 мин для неполного хлорирования металлического кобальта с преимущественным образованием хлоридов легколетучих примесей. Порошок металлического кобальта, прошедший неполное хлорирование, прессуют в пруток, подвергают его электронной вакуумной зонной перекристаллизации до получения кристаллов высокочистого кобальта. Полученные кристаллы подвергают электронному переплаву в охлаждаемом кристаллизаторе с каждой стороны на всю глубину не менее двух раз до получения плоского слитка со структурой высокого качества. Техническим результатом является резкое повышение чистоты кобальта, предназначенного для тонкопленочной металлизации магнетронным распылением мишеней, поскольку чистота кобальта в значительной мере определяет электрофизические параметры наносимых тонких слоев. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройству электронно-лучевой зонной плавки тугоплавких и переходных металлов для выращивания монокристаллов. Устройство содержит вакуумную охлаждаемую камеру и электронную пушку с двумя фокусирующими электродами. Нижний электрод выполнен в виде диска с центральным отверстием для установки обрабатываемого металла. Фокусирующие электроды соединены между собой, по меньшей мере, одной стойкой, прикрепленной к их наружным боковым поверхностям. Верхний электрод выполнен в виде соосно установленной диску втулки с обращенным к нижнему электроду П-образным кольцевым пазом, в котором установлен нитевидный кольцевой катод. Катод расположен на прямой, соединяющей верхнюю внутреннюю кромку диска и нижнюю внутреннюю кромку П-образного паза втулки, на расстоянии от указанных кромок, определяемом соотношением а:в=6,5÷7,5, где а - расстояние от оси нитевидного катода до нижнего электрода, в - расстояние от оси нитевидного катода до нижней кромки верхнего электрода. Техническим результатом является повышение кристаллографического качества и увеличение выхода годных монокристаллов. 1 ил.

Изобретение относится к устройству электронно-лучевой зонной плавки тугоплавких и переходных металлов и сплавов для выращивания монокристаллов. Оно содержит вакуумную охлаждаемую плавильную камеру и электронную пушку с фокусирующими электродами. Нижний электрод выполнен в виде держателя, представляющего собой диск с центральным отверстием для установки обрабатываемого металла. Электроды соединены между собой металлическими стойками. Верхний электрод выполнен в виде соосного диску кольца и с обращенной к нижнему электроду П-образной кольцевой канавкой, выполненной на торцевой поверхности кольца, в которой установлен нитевидный кольцевой катод. Катод расположен в канавке на прямой, соединяющей верхнюю кромку центрального отверстия диска нижнего фокусирующего электрода и нижнюю кромку охватываемой катодом поверхности канавки. Боковые поверхности канавки от уровня плоскости катода в сторону нижнего фокусирующего электрода выполнены в виде расходящихся конусов. При этом охватываемая катодом поверхность образована двумя конусами, угол наклона к плоскости катода образующей первого от катода конуса равен 130-140°, второго конуса 94-97°, угол наклона поверхности канавки, которая охватывает катод, составляет 100-110°. Техническим результатом является повышение кристаллографического качества и увеличение выхода годных монокристаллов. 1 ил.