Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2014

Ключевые слова: aluminum alloys, Electromagnetic stirring, linear induction machine, furnaces and mixers, numerical simulation of fields, unsteady magnetohydrodynamic processes, laminar and turbulent regimes, расплав алюминия, электромагнитное перемешивание, линейные индукционные машины, плавильные печи и миксеры, численное моделирование полей, нестационарные магнитогидродинамические процессы, ламинарный и турбулентный режимы

Аннотация: Рассмотрены результаты развития технологии электромагнитного перемешивания (ЭМП) расплава в печах для приготовления алюминиевых сплавов. В ходе исследований удалось усовершенствовать устройство ЭМП, снизить его массогабаритные характеристики и повысить энергоэффективность. Кроме того, разработаны рекомендации по режимам эксплуатации, существенно повышающим технологическую эффективность перемешивателей и производительность печей. Положительный технологический результат получен с новыми техническими решениями для ЭМП бокового и донного исполнения, которые выбирают по размеру рабочего зазора, а не по типоразмеру печи. Практические усовершенствования применены после анализа и обобщения результатов численного моделирования в программной среде ANSYS нестационарных МГД-процессов для разработанного способа приготовления высококачественных алюминиевых сплавов в печах и миксерах с несколькими согласованными устройствами ЭМП. Для внедрения перемешивателей на печи небольшой вместимости разработана серия линейных индукционных машин с воздушным охлаждением, включающая устройства с электромеханическим подъемником, микроконтроллерной системой управления. Электропитание перемешивателя построено на базе стандартного 3-фазного частотного преобразователя, обеспечивающего устойчивую работу в существенно несимметричном режиме. В составе комплекса применено специально разработанное оборудование и предусмотрены меры для обеспечения электромагнитной совместимости с печной автоматикой, системой управления и защиты. Работа выполнена на кафедре «Электротехноло гии и электротехника» (заведующий кафедрой — профессор В. Н. Тимофеев) Политехнического института ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» совместно с ООО «Диотон» при поддержке КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» и КГАУ «КРИТБИ». This work considers the results of development of a liquid alloy electromagnetic stirring (EMS) technology for preparation of aluminum alloys in furnaces. As part of study, the EMS unit was improved: its mass and dimension were lowered and the energy efficiency was increased. Moreover, some recommendations on operating modes, increasing the processing efficiency of the mixers and the performance of the furnaces, were issued. The positive technological result of the project was achieved due to the new technical solutions for the side and bottom EMS modes, selected not by the furnace dimension size, but by the working gap width. The practical improvements were introduced after a thorough analysis and summarizing of computational modeling results, received with the help of ANSYS software for non-stationary magnetohydrodynamic processes for the developed method of obtaining of high-quality aluminum alloys in furnaces and mixers with several coordinated EMS units. A series of linear induction machines with air-cooling, including electromechanical elevators and microcontroller system, was designed for implementation of the mixers on high-capacity furnaces. Mixer power supply is based on a standard three-phase frequency converter for provision of stability in the significantly asymmetric operation regime. The complex includes specially designed equipment and foresees some measures for provision of electromagnetic compatibility with the automatic systems, control and protection systems of the furnace.

Журнал: Цветные металлы

Выпуск журнала: № 2

Номера страниц: 86-92

ISSN журнала: 03722929

Место издания: Москва

Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"

• Головенко Е.А. (ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»)
• Горемыкин В.А. (ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»)
• Кинев Е.С. (Группа компаний ONTECOM)
• Хроник А.С. (Группа компаний ONTECOM)
• Хохлов Д.В. (Группа компаний ONTECOM)

• Scopus
• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК