Индукционные перемешиватели жидкой сердцевины при кристаллизации алюминиевых слитков

• Автор: Тимофеев, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 141 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ПУБЛИКАЦИЙ ПО УСТРОЙСТВАМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЕЙ И МЕТОДАМ ИХ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
1.1 Основные характеристики качества алюминиевых слитков
1.2 Способы повышения качества слитков из алюминиевых сплавов
1.3 Устройства электромагнитных перемешивателей жидкой сердцевины слитков
1.4 Методы математического моделирования электромагнитного перемешивания
1.5 Постановка задачи исследования и разработки индукционного гісремешлвг-теля
1.6 Выводы
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СЛИТКЕ МЕТОДОМ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
2.1. Постановка задачи и основные допущения
2.2. Анализ электромагнитных процессов методом конечного интегрального преобразования
2.3. Анализ электромагнитных процессов методом бесконечного интегральною преобразования
2.4. Дифференциальные и интегральные характеристики электромагнитных процессов в слитке
2.5.Вывод ы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ИНДУКТОР - СЛИТОК НА
ОСНОВЕ МЕТОДА ДИСКРЕТИЗАЦИИ СВОЙСТВ СРЕД
3.1. Постановка задачи и основные допущения
3.2. Общее описание метода дискретизации свойств сред

3.3. Двухмерная модель системы индуктор-слиток
3.4. Дифференциальные и интегральные характеристики системы индуктор-слиток
3.5. Выводы
4. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, СРАВНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1. Постановка задачи и общие требования
4.2. Физическое моделирование электромагнитных и гидродинамических.процессов, сравнение экспериментальных и расчетных данных
4.3. Рекомендации для проектирования индукционного перемешивателя.
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Одним из стимулов развития технологии плавки и литья алюминиевых сплавов было постоянное повышение требований к качеству материалов, применяемых в авиации, энергетике, химической промышленности, металлургии и ряде других отраслей. Для освоенных новых высокопрочных литейных и деформируемых сплавов потребовалось усовершенствование процессов литья /1,2/. Качество слитка зависит от условия охлаждения, режимов начала и конца литья и других факторов. Существенное влияние на качество может оказывать физическое воздействие на слиток в процессе его кристаллизации /3, 4, 5/.
Склонность алюминиевых сплавов к обогащению твердыми и газообразными неметаллическими включениями приводит к необходимости его рафинирования /6/. Включения ухудшают свойства сплавов и снижают служебные характеристики изготовленных из них изделий. С целью извлечения неметаллических включений осуществляют рафинирование сплавов на различных стадиях их приготовления. В последние годы все чаще используют комбинированные методы рафинирования, включающие и адсорбционное, и физическое внешнее воздействие на металл. К основным способам физического воздействия на расплав относятся: механическое /8, 9/, вибрационное, ультразвуковое/1, 10/, электромагнитное перемешивание (ЭП) расплава /11, 12/. Эти методы могут быть использованы в различных способах рафинирования расплавов и на различных стадиях их приготовления.
Сравнивая различные способы физического воздействия, следует отметить, что ЭП имеет существенное преимущество перед другими способами, при этом индукционный способ является более удобным и надежным, чем кондукционный и электровихревой, так как в нем отсутствует непосредственный контакт между индуктором и слитком, что особенно важно для движущихся заготовок, разливаемых способом непрерывного литья.
Работы по применению электромагнитных воздействий различного рода

Рисунок 1.15-Способы электромагнитного перемешивания с одним индуктором (а) и с двумя (б, в)