Электрический миксер с комбинированным нагревом для приготовления алюминиевых сплавов

• Автор: Михайлов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МИКСЕР С КОМБИНИРОВАННЫМ НАГРЕВОМ
1.1 Общие сведения
1.2 Конструктивные особенности и особенности приготовления сплавов на основе алюминия в индукционных канальных миксерах
1.2.1 Конструкция индукционных канальных миксеров
1.2.2 Особенности приготовления алюминиевых сплавов в индукционных канальных миксерах
1.2.3 Конструктивные особенности систем нагрева индукционных канальных миксеров
1.3 Конструктивные особенности и особенности приготовления сплавов на основе алюминия в миксерах сопротивления
1.3.1 Конструкция миксеров сопротивления
1.3.2 Особенности приготовления алюминиевых сплавов в миксерах сопротивления
1.3.3 Конструктивные особенности систем нагрева миксеров сопротивления
1.4 Требования технологии приготовления сплавов на основе алюминия
1.5 Требования, предъявляемые к конструкциям систем нагрева электрических миксеров
1.6 Обзор конструкций миксеров с комбинированным нагревом
1.7 Электрический миксер с комбинированным нагревом
1.8 Метод расчета миксера с комбинированным нагревом
1.9 Выводы по разделу
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МИКСЕРА С КОМБИНИРОВАННЫМ НАГРЕВОМ
2.1 Постановка задачи и основные допущения
2.2 Математическая модель электромагнитной задачи
2.3 Система уравнений электромагнитной задачи
2.4 Математическая модель гидродинамической и тепловой задач

2.5 Система уравнений гидродинамической и тепловой задач
2.6 Алгоритм решения электромагнитной, гидродинамической и тепловой задач в электрическом миксере с комбинированным нагревом
2.7 Выводы по разделу
3 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1 Анализ характеристик электромагнитного поля миксера с комбинированным нагревом
3.1.1 Дифференциальные характеристики
3.1.2 Интегральные характеристики
3.2 Анализ характеристик гидродинамического и теплового полей миксера
с комбинированным нагревом
3.2.1 Дифференциальные характеристики
3.2.2 Интегральные характеристики
3.3 Выводы по разделу
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКСЕРА С КОМБИНИРОВАННЫМ НАГРЕВОМ И ПРОМЫШЛЕННОМ АГРЕГАТЕ
4.1 Общие замечания
4.2 Физическая модель миксера с комбинированным нагревом
4.3 Измерение температуры и регулирование мощности на физической модели
4.4 Система нагрева физической модели
4.5 Результаты экспериментальных исследований на физической модели
4.6 Математическое моделирование процессов в физической модели
4.7 Определение тепловой эффективности сводового электронагревателя
на физической модели и промышленном образце
4.8 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В последнее время основными потребителями алюминиевых сплавов предъявляются все более высокие требования к качеству производимой продукции. Повышение качества продукции и энергоэффективности технологического оборудования являются важнейшими задачами, стоящими перед металлургическими предприятиями. Одним из наиболее перспективных путей решения поставленных задач является создание устройств, способных удовлетворить требованиям технологии приготовления расплава и обеспечить высокий уровень энергетических показателей и надежности в процессе их эксплуатации.
На сегодняшний день приготовление алюминиевых сплавов осуществляется в электрических миксерах с последующим повышением его качества на дорогостоящем внепечном оборудовании. Снижение качества алюминиевых сплавов, приготавливаемых в электрических миксерах, вызвано рядом побочных эффектов, сопутствующих процессу нагрева расплава. Кроме этого, системы электронагрева электрических миксеров обладают определенными конструктивными недостатками,
обуславливающих малую эксплуатационную надежность и низкую энергетическую эффективность [40, 75, 108, 110].
Анализ проблемы повышения качества показывает, что технология приготовления алюминиевых сплавов должна обеспечивать возможность управления температурным полем расплава, а также содержанием неметаллических включений и водорода по всему объему расплава на каждой стадии его приготовления [17, 75].
В настоящее время широкое распространение получает приготовление качественных сплавов в миксерах, оснащенных системами комбинированного электронагрева различного типа, реализующих принцип раздельного регулирования процесса нагрева верхней и нижней частей расплава. При этом повышения энергетической эффективности и
Рисунок 1.25 - Общий вид
радиационного подвесного
нагревательного элемента КАЫТНАЬ ТиВОТНАЬ и защитной трубы КАКГНАЬ АРМ
Рисунок 1.27 — Эксплуатационные дефекты нагревательного элемента КАЫТНАЬ ТиВОТНАЬ и защитной трубы КАКТНАЬ АРМ
Рисунок 1.26 - Вил на подвесные радиационные электронагреватели КА1ЧТНАЬ в начале эксплуатации
Рисунок 1.28 — Вил на подвесные радиационные электронагреватели KANTHAL после эксплуатации в течение 6 месяцев