Введение 3
1 Способы кристаллизации 5
1.1 Литье в кристаллизатор скольжения 5
1.2 Способ Проперци 11
1.3 Гранулирование 13
1.4 Кристаллизатор с подвижным дном 18
1.5 Метод СЛИПП 20
2 Электромагнитный кристаллизатор 23
2.1 Устройство и принцип работы установки литья в электромагнитный
кристаллизатор 24
3 Моделирование кристаллизатора 32
3.1 Расчёт параметров ЭМК и системы индуктор-слиток 32
3.2 Модель кристаллизатора 36
Заключение 46
Список использованных источников 47
Литейное производство - одно из старейших и в настоящее время основных способов получения металлических деталей для различных отраслей промышленности. Литые детали используются не только в машино- и приборостроении, но и в домостроении и дорожном строительстве, а также являются предметами быта и культуры. Это обусловлено тем, что литьем можно получить детали из различных сплавов, практически любой конфигурации, структуры, макро- и микрогеометрией поверхности, массой от нескольких граммов до нескольких сот тонн, с разными эксплуатационными свойствами.
При необходимости и экономической оправданности перечисленные показатели достигаются без применения других технологических процессов (механической обработки, сварки, термической обработки и др.).
Основное направление совершенствования любого производства - модернизация известных и создание новых технологических процессов, уменьшающих расход материалов, снижающих затраты труда и энергии, улучшающих условия труда, устраняющих (или уменьшающих) вредное воздействие на окружающую среду и в конечном счете повышающих эффективность производства и качество продукции. В рассмотренном смысле литейное производство не является исключением.
В настоящее время для получения литых деталей используют несколько десятков технологических процессов и их вариантов, обладающих достаточно широкой универсальностью или пригодных для изготовления узкой номенклатуры определенных отливок. Исторически сложилось деление этих процессов на традиционные, под которыми чаще всего подразумевают лишь литье в песчано-глинистые формы, и все остальные - специальные технологии литья. С ростом числа различных процессов и вариантов получения отливок все острее ощущается необходимость в более четкой и детальной их классификации по основным общим признакам. Это даст возможность систематизировать изложение сущности разных процессов, облегчит понимание заложенных в них принципов и создание новых более эффективных способов литья.
Главным признаком традиционного метода литья можно считать важнейшие характеристики основного инструмента технологического процесса - литейной формы. Это прежде всего разовая, разъемная литейная форма из дисперсных огнеупорных материалов, упрочняемых механическими, химическими, физическими или комбинированными способами при ее изготовлении.
Дополнительный, обязательный в большинстве случаев способ - заполнение формы расплавом гравитационным методом сверху из ковша через литейную систему.
В данной работе рассмотрены основные современные технологии и оборудования непрерывного литья. Также рассмотрены принцип действия и конструкция электромагнитных кристаллизаторов.
Рассмотрена экспериментальная электротехнологическая установка с электромагнитным кристаллизатором и её технологические параметры.
В данной работе решена актуальная задача электротехнологии. Был разработан электромагнитный кристаллизатор, предназначенный для получения слитков с улучшенной структурой. Проделаны расчеты системы «индуктор-слиток».
Построена математическая модель электромагнитного кристаллизатора. Из данных полученных в процессе моделирования определили интегральные параметры системы «индуктор-слиток», а так же подробно изучили распределение температурного поля и распределение электромагнитной индукции в слитке. При выборе программ для моделирования я исходил из системных требований и простоты использования. Существует огромное множество программ для моделирования подобных систем, одной из которых является ANSYS. Данная программа известна своему большому набору возможностей в моделировании, а так же своей универсальностью, но имеет минус в виде высоких системных требований и довольно сложной работой в ней. Поэтому я сделал выбор в пользу таких программ как ELTA и FEMM 4.2. они имеют достаточно простой интерфейс для работы, низкие системные требования, высокую скорость обработки данных и точность показаний.
Были рассмотрены наиболее распространенные способы получения слитков с высококачественной структурой. Выявлены их достоинства и недостатки. Определенны достоинства электромагнитного кристаллизатора и актуальность его внедрения в литейное производства. Преимущества обусловлены высокой скоростью охлаждения, улучшенной структурой металла и его свойств. Данная работа может послужить для улучшения существующих систем, а так же для разработки новых.
Определенны различные режимы работы электромагнитного кристаллизатора как оптимальные, так и аварийные. Для каждого режима были подобраны параметры.
