Индукционная установка с МГД воздействием в процессе приготовления и разливки высоколегированных алюминиевых сплавов

• Автор: Хацаюк, Максим Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СПЛАВЫ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗЛИВКИ И ОБОРУДОВАНИЕ, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ, МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1.1. Электротехнический комплекс для получения прутковой заготовки малого диаметра. Обзор способов и устройств магнитогидродинамического воздействия на сплавы в процессе их приготовления и разливки
1.1.1. Способы и устройства магнитогидродинамического перемешивания сплава в процессе его приготовления
1.1.2. Способы и устройства литья с созданием магнитогидродинамического перемешивания в области кристаллизации
1.1.3. Литье в электромагнитный кристаллизатор
1.2. Обзор комплексов программ и методов моделирования
магнитогидродинамических процессов
1.2.1. Математические методы моделирования
магнитогидродинамических процессов с учетом процессов кристаллизации
1.2.2. Комплексы программ для математического моделирования связанных физических полей
1.3. Постановка задачи исследования и разработки электротехнического комплекса для получения прутковой заготовки из высоколегированных алюминиевых сплавов
1.4. В ыводы по главе

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА РАСПЛАВ
В ПРОЦЕССЕ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗЛИВКИ
2Л. Математическая модель электромагнитных процессов
2.1.1. Постановка задачи и основные допущения
2.1.2. Математическая модель
2.2. Алгоритм передачи и интерполяции данных электромагнитной задачи для решения термогидродинамической задачи
2.3. Математическая модель магнитогидродинамических процессов
с учетом процесса кристаллизации
2.3.1. Постановка задачи и основные допущения
2.3.2. Математическая модель термогидродинамических процессов
2.3.3. Математическая модель процесса кристаллизации
2.4. Выводы по главе
3. РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ
3.1. Анализ физических процессов на стадии приготовления расплава
3.2. Анализ физических процессов на стадии литья расплава.
3.3. Выводы по главе
4. ВЕРИФИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА КАЧЕСТВО ПОЛУЧАЕМОЙ ЗАГОТОВКИ
4.1. Проверка математической модели на основании известных экспериментальных данных
4.2. Описание экспериментальной установки
4.3. Исследование температурного поля в тигельной печи и сравнение с результатами математического моделирования.

4.4. Экспериментальное исследование слитков
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

сплавов Д16ч и АК4-1ч, отлитых в электромагнитный кристаллизатор [36].
Технология литья в электромагнитный кристаллизатор позволяет получать алюминиевые слитки различной формы: круглые сплошные и полые слитки различных размеров, а также плоские слитки. Рассмотренная конструкция электромагнитного кристаллизатора разработана для промышленного получения слитков больших диаметров (100-500 мм).
Дальнейшее развитие способа литья в электромагнитный кристаллизатор, применительно к Слиткам малого диаметра, в настоящее время проводится коллективом кафедры «Электротехнология и электротехника» Политехнического института Сибирского федерального университета совместно с ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» [38, 39, 40]. Применение электромагнитного кристаллизатора для получения слитков малого поперечного сечения (диаметром до 25 мм) требует изменения конструкции кристаллизатора, с учетом появляющихся в связи с этим особенностей. При литье слитков малого диаметра в электромагнитный кристаллизатор, размеры слитка соизмеримы со струей подаваемого в индуктор металла. Поэтому, ярко выраженной области мениска, как в случае отливки крупных слитков, не наблюдается. В связи с этим отпадает необходимость в таком элементе кристаллизатора, как электромагнитный экран. Жидкий металл над индуктором удерживается от растекания силами поверхностного натяжения в разливочном носике лотка.
На основании вышесказанного, предложена конструкция ЭМК для литья слитков малого поперечного сечения. На рисунке 1.14 представлена схема установки литья алюминиевых прутков малого поперечного сечения в электромагнитный кристаллизатор. Жидкий металл через разливочный носик лотка 3 подается в индуктор 1 электромагнитного кристаллизатора. Под действием электромагнитного поля, создаваемого индуктором, в жидком металле наводятся вихревые токи, взаимодействие которых с пульсирующим магнитным полем индуктора приводит к возникновению объемных сил, действующих в направлении распространения электромагнитной энергии и