
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНДУКЦИОННЫХ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МАШИН МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Работа №	101208
Тип работы	Дипломные работы, ВКР
Предмет	электротехника
Объем работы	110
Год сдачи	2018
Стоимость	4360 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	161

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ
ПЕРЕМЕШИВАНИЯ РАСПЛАВА, ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ 9
1.1 Обзор конструкций магнитогидродинамических установок для перемешивания
расплава 10
1.2 Обзор способов повышения эффективности магнитогидродинамических установок для перемешивания расплава 13
1.3 Постановка задач научного исследования 23
1.4 Выводы по главе 1 24
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ, МАГНИТНЫХ, МЕХАНИЧЕСКИХИ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
МАГНИТОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 26
2.1 Обзор магнитных композиционных материалов 26
2.2 Подготовка образцов 31
2.3 Измерение электропроводности образцов 32
2.4 Измерение магнитных свойств образцов 33
2.5 Измерение механических свойств образцов 34
2.6 Измерение теплофизических свойств образцов 35
2.7 Результаты измерения свойств образцов 36
2.8 Выводы по главе 2 41
ГЛАВА 3 КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОГО ПОДОВОГО МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЯ 42
3.1 Современные методы математического моделирования металлургических
магнитогидродинамических установок 42
3.2 Геометрическая модель и первичный анализ системы "магнитогидродинамический перемешиватель - расплав" 44
3.3 Постановка задачи численного моделирования электромагнитных процессов в системе "магнитогидродинамический перемешиватель - расплав" 48
3.4 Постановка численного моделирования гидродинамических процессов в расплаве . 51
3.5 Постановка численного моделирования тепловых процессов в расплаве 53
3.6 Верификация компьютерной модели лабораторного торцевого
магнитогидродинамического перемешивателя 55
3.7 Выводы по главе 3 66
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВСТАВОК ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО МАГНИТОДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОМПОЗИТА В ПРОМЫШЛЕННОМ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЕ ... 68
4.1 Анализ результатов моделирования электромагнитного поля в системе «индуктор - вставки - расплав» 70
4.2 Анализ результатов моделирования термогидродинамического поля в системе «вставки - футеровка - расплав» 77
4.3 Анализ влияния формы вставок из высокотемпературного магнитодиэлектрического композита на эффективность работы металлургических магнитогидродинамических установок 87
4.4 Выводы по главе 4 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 99
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 100

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования. Интенсивное внедрение магнитогидродинамических (МГД) технологий в металлургию пришлось на конец 50-х годов. Это стало результатом предыдущих исследований, которые показали преимущество МГД технологий над классическими механическими способами воздействия на расплавленный металл. Отсутствие прямого контакта с расплавом, легкая управляемость, малая инерционность и экономичность позволяли применять их практически в любых технологических процессах.
На начальном этапе внедрения МГД установок в металлургическое производство, они имели значительное преимущество над всеми старыми способами воздействия на расплав. Но со временем, рост требований к количеству, качеству и стоимости конечной продукции привел к необходимости поиска способов повышения эффективности уже существующих систем или необходимости разработки новых типов установок.
На протяжении следующих 60 лет в этих направлениях было проведено множество научно-исследовательских работ. Наибольший вклад в них внесли: М.Г. Резин, Л.А. Верте, И.М. Кирко, А.Б. Капуста, З.Н. Гецелев, М.В. Окороков, В.Н. Тимофеев, Ф.Н. Сарапулов, Р.М. Христинич, М.В. Первухин, С.Ф. Сарапулов и др. Среди зарубежных ученых широко известны работы A. Jakovics, V. Bojarevics, S. Lupi, E. Baake, B. Nacke и др.
Одним из основных ограничителей роста эффективности уже существующих систем можно назвать большую величину рабочего зазора между верхней плоскостью индуктора и нижней плоскостью расплава. Его наличие связано с необходимостью использования огнеупорной футеровки большой толщины для защиты индуктора МГД установки от температурного воздействия со стороны расплава. Вместе с этим, снижается эффективность воздействия на жидкий металл электромагнитного поля, индуцируемого МГД установкой.
Можно сказать, что большая часть исследовательских работ была направлена на компенсацию рабочего зазора непрямым или прямым способом. К первым можно отнести разработку системы управления, определение наиболее эффективных параметров источника питания, разработка новых конструкций индукторов и т.д. Ко вторым: внедрение водоохлаждаемых зубцов в футеровку, врезку в футеровку специального водоохлаждаемого гнезда для размещения в нем индуктора и т.д. Отдельно стоит выделить не электромеханический, но важный для дальнейших рассуждений метод создания новых футеровочных масс, применение которых позволит уменьшить толщину огнеупорной кладки с сохранением степени влияния температуры на индуктор.
Несмотря на определенные успехи в этих направлениях, они имеют ряд недостатков, таких, как: увеличение токовой нагрузки на обмотки индуктора, что приводит к значительным затратам меди и железа на его производство; увеличение механических напряжений и градиентов температуры в огнеупорной кладке; значительным тратам на разработку и производство новых огнеупорных масс, что приводит к увеличению затрат на обслуживание емкостей и каналов для расплава. Применение этих решений в комплексе так же не является выходом из сложившейся ситуации, поскольку происходит суммирование как положительных, так и отрицательных эффектов.
Таким образом, поиск новых решений по повышению эффективности индукционных магнитогидродинамических машин металлургического назначения имеет большую актуальность.
Исходя из вышесказанного, наиболее выгодным является применение такого метода, при котором толщина футеровки остается прежней, но уменьшается рабочий или немагнитный зазор в зависимости от конструкции машины, что позволит увеличить значение индукции магнитного поля в металле, на который оказывается электродинамическое воздействие. Вместе с этим, не должно произойти значительных изменений в механической и термической прочности футеровки.
Данный метод может быть реализован за счет продления зубцов магнитопровода индуктора вставками из специального композитного материала, сочетающего в себе огнеупорные, диэлектрические и магнитные свойства. Применение такого высокотемпературного магнитодиэлектрического (ВМД) композита позволит повысить эффективность индукционных магнитогидродинамических машин металлургического назначения.
Объект исследования: индукционный магнитогидродинамический перемешиватель расплавленного металла, в конструкции которого применены вставки из ВМД композита.
Предмет исследования: электромагнитные, гидродинамические и тепловые процессы в индукционных МГД перемешивателях, в конструкции которых применены вставки из ВМД композита.
Цель работы: повышение эффективности работы МГД перемешивателя за счет использования в его конструкции вставок из ВМД композита.
Задачи исследования:
1. Анализ существующих конструкций МГД перемешивателей и способов повышения их эффективности.
2. Исследование тепловых, электрических и магнитных свойств высокотемпературного магнитодиэлектрического композита.
3. Создание верифицированной компьютерной модели МГД перемешивателя, предназначенной для исследования электромагнитных, гидродинамических и тепловых процессов протекающих в нем.
4. Исследование рационального соотношения размеров вставок из ВМД композита для определения конструкции индуктора МГД перемешивателя миксера емкостью 40 тонн.
5. Обоснование выбора формы вставок для индуктора с целью максимально эффективного перемешивания на максимально возможной высоте вставок.
Научная новизна заключается в следующем:
1. Рассмотрена и обоснована необходимость применения ВМД композита для повышения эффективности работы МГД перемешивателей.
2. Определены наиболее выгодные соотношения размеров и формы вставок из ВМД композита для индуктора МГД перемешивателя.
Теоретическая значимость работы:
Создана и верифицирована компьютерная модель, описывающая связанные электромагнитные, гидродинамические и теплообменные процессы в МГД перемешивателе алюминия с вращающимся электромагнитным полем с донным расположением индуктора.
Практическая значимость работы:
1. Разработаны рекомендации по созданию промышленного образца МГД перемешивателя, в конструкции которого использованы вставки из ВМД композита.
2. Определено рациональное соотношение размеров и формы вставок из ВМД композита для конструкции индуктора МГД перемешивателя миксера объемом 40 тонн.
Соответствие темы исследования паспорту специальности «Электромеханика и электрические аппараты» - 05.09.01.
Рассматриваемые в работе вопросы относятся к пунктам 1 и 2 паспорта специальности 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты:
1. Анализ и исследование физических явлений, лежащих в основе функционирования электрических, электромеханических преобразователей энергии и электрических аппаратов.
2. Разработка научных основ создания и совершенствования электрических, электромеханических преобразователей и электрических аппаратов.
Методология и методы исследования: использованы общеизвестные законы электромагнетизма, магнитной гидродинамики и тепломассообмена; методы измерения электрофизических, магнитных, теплофизических и механических свойств; методы компьютерного моделирования связных электромагнитных, гидродинамических и теплообменных задач в конечноэлементном пакете СОМЗОЬ 1ultipliysics; физический эксперимент.
Положения, выносимые на защиту:
1. Верифицированная компьютерная модель электромагнитных и
теплогидродинамических процессов протекающих в расплаве, на который воздействует подовый МГД перемешиватель.
2. Результаты измерения электрофизических, теплофизических и
механических свойств разных составов высокотемпературного магнитодиэлектрического композита.
3. Результаты исследования эффективности применения вставок из ВМД композита в конструкции металлургических МГД перемешивателей.
4. Результаты исследования влияния формы вставок из ВМД композита на эффективность работы металлургических МГД перемешивателей.
Достоверность результатов подтверждена использованием апробированного компьютерного пакета СОМЗОЬ1ultipliysics; использованием поверенных
измерительных приборов; сравнением экспериментальных и теоретических результатов исследования; сравнением с результатами, полученными другими авторами.
Апробация результатов. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
1. Международная научно-практическая конференция "МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. МАШИНОСТРОЕНИЕ. ЭНЕРГЕТИКА.", Екатеринбург, Россия, 8-11 июля, 2015 г.
2. 19th International Symposium on Electrical Apparatus and Technologies (SIELA 2016), Burgas, Republic of Bulgaria, 29 May - 01 June, 2016.
3. IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (2017 ElConRus), St. Petersburg, Russia, February 1-3, 2017.
4. VIII International Scientific Colloquium Modelling for Materials Processing (MMP 2017), Riga, Latvia, September 21-22, 2017.
5. Международная конференция «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий, АПЭЭТ-2017», Екатеринбург, Россия, 2017 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи в журналах включенных в базу Web of Science и 10 материалов конференций и публикаций в базе Scopus и РИНЦ.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 104 библиографических ссылок. Текст работы изложен на 110 страницах, содержит 72 рисунка и 6 таблиц.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Выполненная диссертационная работа представляет собой развитие разработок коллектива кафедры ЭЭТС ФГАОУ ВО УрФУ в области исследования взаимосвязанных электромагнитных, гидродинамических и теплообменных процессов в МГД перемешивателях. Основные результаты могут быть выражены в следующем:
1. Рассмотрены основные типы конструкций МГД установок для перемешивания жидкого металла, их основные достоинства и недостатки, а так же способы применения. Одним из общих недостатков всех типов конструкций является наличие большого немагнитного зазора между индуктором и расплавленным металлом, что приводит к значительному снижению эффективности их работы. В настоящий момент времени проводятся обширные исследования по повышению эффективности работы металлургических МГД-установок для перемешивания и транспортировки металла, однако, остается слабо изученным актуальный вопрос уменьшения величины немагнитного зазора без изменения толщины футеровки. Сделан вывод о том, что одним из перспективных способов уменьшения немагнитного рабочего зазора является внедрение в огнеупорную футеровку специальных вставок из ВМД-композита.
2. Проведен обзор литературных источников по теме перспективных разработок в области создания магнитомягких материалов, которые могут быть использованы для создания вставок: ферритов и магнитодиэлектриков. Преимуществом ранее разработанных материалов с этой структурой является сочетание диэлектрических и магнитных свойств, однако низкая рабочая температура не позволяет применить их для модернизации металлургических МГД-установок. Металлокерамические соединения на основе железа и оксида алюминия отвечают всем требованиям, предъявляемым к высокотемпературным магнитодиэлектрикам и может быть использован в качестве вставок для модернизации металлургических МГД-установок.
3. Были изготовлены образцы нескольких составов ВМД огнеупоров и
проведены исследования следующих их свойств: магнитных, электрических,
механических и теплофизических. На основе полученных результатов был сделан вывод о дальнейшем использовании вставок из ВМД композита с составом 70% -
карбонильное железо, 30% - огнеупорный наполнитель.
4. На основе анализа вычисленных чисел подобия: число Рейнольдса, магнитное число Рейнольдса, параметр МГД-взаимодействия, число Гартмана, число Рэлея. Получено представление о характере процессов, протекающих в модернизированном лабораторном подовом МГД перемешивателе алюминия. Была составлена компьютерная модель описываемой системы, включающая в себя квазистационарную электромагнитную задачу, гидродинамическую задачу турбулентных течений и задачу теплообмена в объеме расплава. Так же были приняты основные допущения.
5. Произведено сравнение результатов компьютерного моделирования теплообменных процессов с экспериментальными данными, полученными для модернизированного лабораторного МГД перемешивателя. На основании этого сравнения сделан вывод о достаточной достоверности компьютерной модели, описывающей электромагнитные, гидродинамические и теплообменные процессы и возможности использовать ее для выполнения расчетов в аналогичных системах.
6. На основе ранее верифицированной компьютерной модели было проведено исследование по модернизации с помощью вставок из ВМД композита промышленного металлургического МГД перемешивателя алюминиевых расплавов в миксере сопротивления объемом 40 тонн. Сравнение полученных результатов компьютерного моделирования электромагнитных, гидродинамических и теплообменных процессов протекающих при перемешивании расплава с помощью не модернизированного и модернизированного МГД перемешивателей позволили сделать вывод об эффективности применения вставок из ВМД композита высотой более 200 мм. Сравнение полученных результатов компьютерного моделирования распределения температурного поля в футеровке и вставках из ВМД композита позволило определить верхнюю границу значения высоты вставок равную 232 мм.
7. Применение вставок из ВМД композита высотой от 200 мм до 232 мм позволяет отказаться от использования немагнитного водоохлаждаемого гнезда, описанного в работе [29], при сохранении эффективности перемешивания для вставок высотой 200 мм и повышении эффективности перемешивания на 26% для вставок высотой 232 мм, по сравнению с вариантом конструкции перемешивателя с немагнитным гнездом.
8. Было выполнено дополнительное исследование влияния формы вставок из ВМД композита на эффективность перемешивания расплава. Результатом компьютерного моделирования стало определение формы вставок, при которой эффективность выравнивания температуры возрастает на 12%, эффективность растворения кремния в подовой части возрастает на 18%, на выходе индуктора на 17%, по сравнению с обычными вставками.
9. Применение в конструкции МГД перемешивателя вставок обратнотрапециевидной формы (5=145°) и высотой 232 мм, позволяет уменьшить энергопотребление для различных технологических процессов, в среднем на 57,6%, по сравнению с МГД перемешивателем, в конструкции которого нет вставок из ВМД композита. Вместе с тем, применение вставок обычной формы и меньшей высоты позволит уменьшить количество сырья на их производства в 1,6 раза, но увеличит энергопотребление, в среднем, на 10%, по сравнению с перемешивателем, в конструкции которого есть вставки измененной формы высотой 232 мм.

Литература

1. Акимова, Т. В. Ферритовые материалы для повышенных рабочих температур / Т. В. Акимова, Д. Г. Крутогин, Ю. М. Краюшкина [и др.] // Материалы электронной техники. - 2010. - № 2. - C. 38-42.
2. Брановер, Г. Г. Магнитная гидродинамика несжимаемых тел / Г. Г. Брановер, А. Б. Цинобер. - Москва: Наука, 1970. - 380 с.
3. Бычков, С. А. Воздействие электромагнитного поля на расплав в процессе кристаллизации / С. А. Бычков, Н. Г. Батов, Б. А. Сокунов // Вестник московского энергетического института. - 2010. - № 2. - C. 67-71.
4. Вавилов, А. В. Исследование электрических характеристик параметров индукционной плавки в холодном тигле / А. В. Вавилов, Д. Б. Лопух, А. П. Мартынов [и др.] // Индукционный нагрев. - 2010. - № 14. - С. 30-41.
5. Верте, Л. А. Магнитная гидродинамика в металлургии / Л. А. Верте. - Москва: Металлургия, 1974. - 239 с.
6. Верте, Л. А. МГД-технология в производстве черных металлов / Л. А. Верте. - Москва: Металлургия, 1990. - 120 с.
7. Вольдек, А. И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом / А. И. Вольдек. - Ленинград: Энергия, 1970. - 272 с.
8. Вонсовский, С. В. Магнетизм / С. В. Вонсовский. - Москва: Наука, 1984. - 208 с.
9. Говор, Г. А. Магнитно-мягкие материалы на основе изолированных частиц железа / Г. А. Говор, В. М. Добрянский // Вестник ГГТУ имени П. О. Сухого. - 2003. - № 4. - C. 19-23.
10. Горемыкин, В. А. Численное и физическое моделирование электромагнитного лотка для транспортировки расплавов алюминия: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.01 / Горемыкин Виталий Андреевич. - Красноярск, 2015. - 177 с.
11. Гориславец, Ю. М. Перемешивание жидкой стали в ковше пульсирующим магнитным полем / А. И. Глухенький, А. И. Бондар // Пращ 1нституту електродинамхкиНационально! академп наук Укра!ни. - 2016. - № 44. - С. 123-129.
12. ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. - М.: Стандартинформ, 2013. - 31 с.
13. ГОСТ 13610-79 Железо карбонильное радиотехническое. Технические условия. - М.:Издательство стандартов, 1984. - 16 с.
14. ГОСТ 23250-78 Материалы строительные. Метод определения удельной теплоемкости. - М.: Издательство стандартов, 1979. - 9 с.
15. ГОСТ 2409-95 Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения. - М.: Издательство стандартов, 1996. - 7 с.
16. ГОСТ 4071.1-94 Изделия огнеупорные с общей пористостью менее 45%. Метод определения предела прочности при сжатии при комнатной температуре. -М.: Издательство стандартов, 1995. - 11 с.
17. ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000. - 23 с.
18. ГОСТ 969-91 Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2007. - 5 с.
19. Дорофеев, Ю. Г. Сравнительный анализ магнитно-мягких композиционных материалов на основе порошка железа для применения в переменных магнитных полях / Ю. Г. Дорофеев, В. В. Михайлов, В. О. Кривощёков // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2012. - № 1. - С. 25-27.
20. Дубоделов, В. И. МГД перемешиватели алюминиевых сплавов с пульсирующим магнитным полем / В. И. Дубоделов, В. Н. Фикссен, А. И. Глухенький [и др.] // Техшчна електродинамхка. - 2009. - № 1. - С. 61-66.
21. Зенкович, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкович. - М.: Мир, 1975. - 543 с.
22. Идиятулин, А. А. Моделирование торцевого индукционного вращателя металлического расплава / А. А. Идиятулин, С. Ф. Сарапулов, Ф. Н. Сарапулов [и др.] // Электротехника. - 2009. - № 7. - С. 38-43.
23. Климарев, В. А. Исследование свойств магнитомягких материалов /
В. А. Климарев, Е. М. Иванов, В. А. Деулин [и др.] // Всероссийская научно-практическая конференция "Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии". Екатеринбург, 2015. - С. 50-53.
24. Ландау, Е. М. Теоретическая физика: теория поля / Е. М. Ландау, Л. Д. Лифшиц. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 536 с.
25. Лузгин, В. И. Турбоиндукционный плавильно-литейный комплекс для получения композиционных сплавов / В. И. Лузгин, А. Ю. Петров, Ф. Н. Сарапулов [и др.] // Индукционный нагрев. - 2011. - № 4. - С. 32-36.
26. Мамыкин, А. Д. Турбулентный теплоперенос при конвекции натрия в длинных цилиндрах: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.02.05 / Мамыкин Андрей Дмитриевич. - Пермь, 2016. - 145 с.
27. Окороков, Н. В. Электромагнитное перемешивание металла в дуговых сталеплавильных печах / Н. В. Окороков. - М.: Металлургиздат, 1961. - 176 с.
28. ООО "НПЦ Магнитной гидродинамики" [Корпоративный сайт]. иИЕ: http://www.npcmgd.com(дата обращения: 26.03.2018).
29. Павлов, Е. А. Магнитогидродинамический перемешиватель алюминиевых расплавов в миксере сопротивления: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.03 / Павлов Евгений Александрович. - Красноярск, 2006. - 163 с.
30. Пат. 2155918 КН, МПК Е27П11/12. Гнездо для установки индуктора электромагнитного перемешивания на миксерах или печах /Р. М. Христинич, В. Н. Тимофеев, С. А. Бояков № 99121036/02 ; заявл. 05.10.1999 ; опубл. 10.09.2000. Бюл. № 25.
31. Петрова, Е. В. Композиционные материалы на основе наноструктурированныхоксида алюминия и металлов триады железа, получение и свойства / Е. В. Петрова, А. Ф. Дресвянников // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - Т. 15. - № 23. - С. 55-57.
32. Протоковилов, И. В. МГД технологии в металлургии / И. В. Протоковилов // Современная электрометаллургия. - 2011. - Т. 105. - № 4. - С. 32-41.
33. Рабкин, Л. А. Высокочастотные ферромагнетики / Л. А. Рабкин. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. - 528 с.
34. Резин, М. Г. Развитие электромагнитного перемешивания жидких металлов / М. Г. Резин // Магнитная гидродинамика. - 1965. - № 2. - С. 130-138.
35. Сарапулов, Ф. Н. Снижение энергозатрат в металлургическом производстве за счет применения МГД-технологий / Ф. Н. Сарапулов, В. Э. Фризен, Б. А. Сокунов [и др.] // Промышленная энергетика. - 2016. - № 12. - C. 21-27.
36. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд. - М.: Мир, 1979. - 392 с.
37. Сидоров, О. Ю. Методы конечных элементов и конечных разностей в электромеханике и электротехнологии / О. Ю. Сидоров, Ф. Н. Сарапулов,
С. Ф. Сарапулов. - Москва: Энергоатомиздат, 2010. - 331 с.
38. Сизов, В. И. Огнеупоры для футеровки агрегатов цветной металлургии /
B. И. Сизов, А. М. Гороховский, Л. А. Карпец [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. - 2008. - №8. - С. 31-40.
39. Тикадзуми, С. Физика ферромагнетизма Магнитные свойства вещества /
C. Тикадзуми. - М.: Мир, 1983. - 304 с.
40. Фризен, В. Э. Индукционные комплексы для инновационных электрометаллургических технологий: дис. ... д-ра техн. наук: 05.09.10 / Фризен Василий Эдуардович. - Екатеринбург, 2014. - 317 с.
41. Харитонов, Е. В. Диэлектрические материалы с неоднородной структурой /
Е. В. Харитонов. - М.: Радио и связь, 1983. - 47 с.
42. Хацаюк, М. Ю. Индукционная установка с МГД воздействием в процессе приготовления и разливки высоколегированных алюминиевых сплавов: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.01 / Хацаюк Максим Юрьевич. - Красноярск, 2013. - 154 с.
43. ABB Group [Корпоративный сайт]. URL: http://new.abb.com(дата обращения: 26.03.2018).
44. ALTEK EUROPE Ltd [Корпоративный сайт]. URL: https://www.altek-al.com(дата обращения: 26.03.2018).
45. Baake, E. Long-Term computations of turbulent flow and temperature field in the induction channel furnace with various channel design / E. Baake, A. Jakovics, S. Pavlovs [et al.] //Magnetohydrodynamics. - 2010. - V. 46. - № 4. - P. 461-474.
46. Bansal, C. Metal-to-ceramic bonding in (Al2O3+Fe) cermetstudied by Mossbauer spectroscopy / C. Bansal // Bulletin of Materials Science. - 1984. - V. 6. - № 1. - Р. 13-16.
47. Bojarevics, V. Travelling magnetic field mixing for particle dispersion in liquid metal / V. Bojarevics, K. Pericleous, M. Garrido [et al.] // Magnetohydrodynamics. - 2015. - V. 51. - № 3. - P. 453-460.
48. Bolotin, K. Numerical simulation of the electromagnetic stirrer adapted by using magnetodielectric composite / K. Bolotin, I. Smolyanov, E. Shvydkiy [et al.] // Magnetohydrodynamics. - 2017. - V. 53. - № 4. - P. 723-730.
49. Bolotin, K. E. Numerical simulation of mhd stirrer for 12 ton metallurgical aggregate / K. E. Bolotin, V. E. Frizen, I. F. Sokolov [et al.] // Conference of Russian YoungResearchers in Electrical and Electronic Engineering. St Petersburg, 2018. - P. 585-587.
50. Bolotin, K. E. Numerical and experimental simulation of a bottom electromagnetic stirrer with a rotating field / K. E. Bolotin, V. E. Frizen, E. L. Shvidkiy // 18th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering, CPEE 2017. Kutna Hora, 2017. - P. 265-268.
51. Bulinski, P. Effect of turbulence modelling in numerical analysis of melting process in an induction furnace / P. Bulinski, J. Smolka, S. Golak [et al.] // Archives of Metallurgy and Materials. - 2015. - V. 60. - № 3. - P. 1575-1579.
52. Bychkov, S. Stamp tool induction heating system / S. Bychkov, F. Tarasov, V. Frizen [et al.] // 18th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering, CPEE 2017. Kutna Hora, 2017. - P. 1-4.
53. COMSOL Multiphysics [Корпоративный сайт]. URL: www.comsol.ru(дата обращения: 26.03.2018).
54. Dekemele, K. Closed loop control of an electromagnetic stirrer in the continuous casting process /K. Dekemele, C.-M. Ionescu, M. De Doncker [et al.] // European Control Conference. Denmark, 2016. - P. 61-66.
55. Domgin, J.-F. Optimization of an electromagnetic technology in arcelormittal gent
for improving products quality in steel industry / J.-F. Domgin, M. Anderhuber,
M. De Doncker [et al.] // Journal for Manufacturing Science and Production. - 2015. - V. 15. - № 1. - P. 105-117.
56. Dropka, N. Numerical study on double-frequency TMF in Cz silicon growth /
N. Dropka, C. Frank-Rotsch, P. Rudolph // Crystal Research and Technology. - 2012. - V. 47. - № 3. - P. 299-306.
57. Du, Y. Y. Effect of electromagnetic stirring on microstructure and properties of Al0.5CoCrCuFeNi alloy / Y. Y. Du, Y. P. Lu, T. M. Wang [et al.] //Procedia Engineering. - 2012. - V. 27. - P. 1129-1134.
58. Ege, Y. Electromagnetic stirrer operating in double axis / Y. Ege, O. Kalender, S. Nazlibilek // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2010. - V. 57. - № 7. - P. 2444-2453.
59. Hunan Zhongke Electric Co. Ltd [Корпоративная почта]. URL: http://www.cseco.cn/EN/(дата обращения: 26.03.2018).
60. Fdhila, R. B. A stirring history / R. B. Fdhila, U. Sand, J. E. Eriksson [et al.] // ABB Review. - 2016. - V. 3. - P. 45-48.
61. FLUXTROL, Inc [Корпоративная почта]. URL: https://fluxtrol.com(дата обращения: 26.03.2018).
62. Gao, L. Quantitative analysis of molten metal flow in rotating stirring electromagnetic field / L. Gao, R. R. Wang // Advanced Materials Research. - 2012. - V. 538¬541. - P. 858-862.
63. Gelfgat, Y. M. Experimental and numerical study of rotating magnetic field driven flow in cylindrical enclosures with different aspect ratios / Y. M. Gelfgat, A. Y. Gelfgat // Magnetohydrodynamics. - 2004. - V. 40. - № 2. - P. 147-160.
64. Geng, X. Optimisation of electromagnetic field and flow field in round billet continuous casting mould with electromagnetic stirring / X. Geng, X. Li, F. B. Liu [et al.] // Ironmaking&Steelmaking. - 2015. - V. 42. - № 9. - P. 675-682.
65. Henrickson, J. F. Structure and properties of sputtered Ta-Al2O3 cermet thin films / J. F. Henrickson, G. Krauss, R. N. Tauber [et al.] // Journal of Applied Physics. - 1969. - V. 40. - № 13. - P. 5006-5014.
66. Idyatulin, A. A. Simulation of flank induction rotator of liquid metal / A. A. Idyatulin, S. F. Saparulov, F. N. Saparulov [et al.] //Russian Electrical Engineering. - 2009. - V. 80. - № 7. - P. 392-397.
67. IEC-60404-6 Magnetic materials - Part 6: Methods of measurement of the magnetic properties of magnetically soft metallic and powder materials at frequencies in the range 20 Hz to 200 kHz by the use of ring specimens. - G.: International Electrotechnical Commission, 2003. - 48 р.
68. Khristinich, R. М. Molten metal electromagnetic stirring in metallurgy / R. М. Khristinich, V. N. Timofeyev, V. V. Stafievskaya [et al.] // International Scientific Colloquium Modeling for Electromagnetic Processing. - 2003. - P. 29-36.
69. Klomp, J. T. Microstructural and physical properties of Al2O3-Fe cermets / J. T. Klomp, R. H. Lindenhovius // Ceramurgia international. - 1978. - V. 4. - № 2. - P. 59¬65.
70. Lafait, J. PtAl2O3selective absorber coatings for photothermal conversion up to 600°C / J. Lafait, S. Berthier, C. Sella [et al.] // Vacuum. - 1986. - V. 36. - № 1-3. - P. 125-127.
71. Eschynsky, V. L. Layered alloys for effective magnetic flux concentration in induction heating / V. L. Eschynsky, H. W. Einert, A. S. Zlaferek // Materials Science-Poland. - 2007. - V. 25. - № 2. - P. 275-281.
72. Luzgin, V. I. Induction systems and methods for the medium-frequency refining of ferrous metals / V. I. Luzgin // Metallurgist. - 2008. - V. 52. - № 5-6. - P. 283-288.
73. Maurya, A. Influence of electromagnetic stirrer position on fluid flow and solidification in continuous casting mold / A. Maurya, P. K. Jha // Applied Mathematical Modelling. - 2017. - № 48. - P. 736-748.
74. Medina, M. Channel segregation during solidification and the effects of an alternating traveling magnetic field / M. Medina,Y. D. Terrail, F. Durand [et al.] // Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science. - 2004. - V. 35. - № 4. - P. 743-754.
75. Menter, F. R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications / F. R. Menter // American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal. - 1994. - V. 32. - № 8. - P. 1598-1605.
76. Miranda-Hernândez, J. G. Synthesis, microstructural analysis and mechanical properties of alumina-matrix cermets / J. G. Miranda-Hernândez, E. Rocha-Rangel, S. Diaz de la Torre // Epitoanyag - Journal of Silicate Based and Composite Materials. - 2009. - V. 62. - № 1. - P. 2-5.
77. Mu, J. C. Research on properties of Al-based cermets inert anode / J. C. Mu, L. P. Zhang // Advanced Materials Research. - 2011. - V. 189-193. - P. 4377-4382.
78. Nacke, B. Numerical simulation of core-free design of a large electromagnetic pump with double stator / B. Nacke, V. Geza // Magnetohydrodynamics. - 2016. - V. 52. - № 3. - P. 287-301
79. Natarajan, T. T. Finite element analysis of electromagnetic and fluid flow phenomena in rotary electromagnetic stirring of steel / T. T. Natarajan, N. El-Kaddah // Applied Mathematical Modelling. - 2004. - V. 28. - № 1. - P. 47-61.
80. Niklasson, G. A. Dielectric function of coevaporated Co-Al2O3 cermet films / G. A. Niklasson, G. C. Granqvist // Applied Physics Letters. - 1982. - V. 41. - № 8. - P. 773 - 775.
81. Oborin, P. Influence of conventional and reverse travelling magnetic fields on liquid metal stirring in an asymmetric cavity / P. Oborin, S. Khripchenko, E. Golbraikh // Magnetohydrodynamics. - 2014. - V. 50. - № 3. - P. 291-301.
82. Pedchenko, A. Study of the influence of current frequency and non-magnetic gap value on the efficiency of Al-alloys stirring in metallurgical furnaces / A. Pedchenko, Yu. Gelfgat // Magnetohydrodynamics. - 2007. - V. 43. - № 3. - P. 363-376.
83. Peng, Y. Iron-based soft magnetic composites with Al2O3 insulation coating produced using sol-gel method / Y. Peng, Y. Yi, L. Li [et al.] // Materials&Design. - 2016. - № 109. - P. 390-395.
84. Poznyak, I. Mathematical modelling and study of induction furnace with cold crucible / I. Pozniak, A. Pechenkov, B. Nacke [et al.] // International Scientific Colloquium "Modelling for Electromagnetic Processing". Padua, 2013. - P. 151-156.
85. Rabiger, D. Flow structures arising from melt stirring by means of modulated rotating magnetic fields / D. Rabiger, S. Eckert, G. Gerbeth [et al.] // Magnetohydrodynamics.-2012. - V. 48. - № 1. - P. 213-220.
86. Reinboth, H. Technologie und Anwendung magnetischer Werkstoffe / H. Reinboth.
- Berlin: VEB Verlag Technik, 1970 . - 483 p.
87. Ricou, R. Local velocity and mass transfer measurement in molten metals using on incorporated magnetic probe /R. Ricou, C. Vives // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1982. - V. 25. - № 10. - P. 1579-1588.
88. Sarapulov, F. N. Electromagnetic model of a multiphase inductive crucible furnace /F. N. Sarapulov, V. E. Frizen // Russian Electrical Engineering. - 2013. - V. 84. - № 3. - P. 165-170.
89. Shokrollahi, H. Soft magnetic composite materials / H. Shokrollahi, K. Janghorban // Journal of Materials Processing Technology. - 2007. - V. 189. - № 1-3. - P. 1-12.
90. Shvidkiy, E. L. Simulation of continuous casting process with electromagnetic influence to the ingot liquid phase / E. L. Shvidkiy, B. A. Sokunov, I. A. Uskov [et al.] // IEEE North West Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference. Saint Petersburg, 2016. - P. 685-688.
91. Hoganas AB [Корпоративный сайт] URL: http://www.hoganas.com(дата обращения: 26.03.2018).
92. Spitans, S. Numerical simulation of electromagnetic levitation in a cold crucible furnace /S. Spitans, E. Baake, A. Jakovics [et al.] // Magnetohydrodynamics. - 2015. - V. 51.
-№ 3. - P. 567-578.
93. Spitans, S. Large-scale levitation melting and casting of titanium alloys /S. Spitans,H. Franz, E. Baake [et al.] // Magnetohydrodynamics. - 2017. - V. 53. - № 4. - P. 633-641.
94. Spitzer, K. Multi-frequency electromagnetic stirring of liquid metals / K. Spitzer,
G. Reiter, K. Schwerdtfeger // ISIJ International. - 1996. - V. 36. - № 5. - P. 487-492.
95. Tarasov, F. E. Induction MHD-pump with flat coils /F. E. Tarasov, S. Bychkov,S. L. Nazarov [et al.] // Acta Technica CSAV. - 2015. - V. 60. - № 1. - P. 71-79.
96. Tien, C. Magnetic properties of a cermet on the base of Al2O3/C. Tien,E. V. Charnaya, V. M. Gropyanov [et al.] //Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2000. - V. 220. - № 2-3. - Р. 147-151.
97. Timofeev, V. N. Theoretical design fundamentals for MHD stirrers for molten metals / V. N. Timofeev, M. Y. Khatsayuk // Magnetohydrodynamics. - 2016. - V. 52. - № 4.-P. 495-506.
98. Cermets / Ed. by J. R. Tinklepaugh, W. B. Crandall. - New York: Reinhold Publishing Corporation; London: Chapman&Hall, Ltd., 1960. - 239 p.
99. Uskov, I. A. Mathematical model of the electromagnetic stirrer as part of multifunction melting unit /I. A. Uskov, E. L. Shvidkiy, F. N. Sarapulov [et al.] // IEEE North West Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference. Saint Petersburg, 2016. - Р. 717-722.
100. Wang, B. X. Coupled numerical simulation study on electromagnetic field and flow field in the round billet mold with electromagnetic stirring / B. X. Wang, W. Chen,Y. Chen [et al.] // Ironmaking & Steelmaking. - 2015. - V. 42. - № 1. - P. 63-69.
101. Wang, L. The effect of the flow driven by a travelling magnetic field on solidification structure of SnCd peritectic alloys / L. Wang, J. Shen, L. Qin [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2012. - V. 356. - № 1. - P. 26-32.
102. Weisenfluh, V. T. Probes for local velocity and temperature measurements in liquid metal flow / V. T. Weisenfluh // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1985. - V. 28. - № 8. - P. 1563-1574.
103. Wu, S. Annealing effects on magnetic properties of silicone-coated iron-based soft magnetic composites / S. Wu, A. Sun, F. Zhai [et al.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2012. - V. 324. - № 5. - P. 818-822.
104. Zhang, Q. High efficiency Mo-Al2O3 cermet selective surfaces for high- temperature application / Q. Zhang, Y. Yin, D. R. Mills // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 1996. - V. 40. - № 1. - P. 43-53.