ВВЕДЕНИЕ 4
1 Обзорная часть 5
1.1 Виды воздействия на жидкую среду металла 5
1.2 Обзор публикаций по устройствам электромагнитного
перемешивания 12
1.2.1 Устройство для электромагнитного перемешивания жидкой
сердцевины слитка в кристаллизаторе 12
1.2.2 Способ для непрерывной и полунепрерывной разливки
алюминиевых сплавов и устройство для его осуществления 18
1.2.3 Установка горизонтального непрерывного литья алюминия и его
сплавов 30
2 Математическое моделирование 36
2.1 Разработка конструкции МГД - перемешивателя 36
2.2 Постановка электромагнитной задачи 36
2.3 Результаты математического моделирования в программном пакете
“Ansys” 38
Заключение Ошибка! Закладка не определена.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 44
Одним из перспективных направлений развития технологии производства металлов и сплавов является применение методов силового воздействия электромагнитным полем (ЭМП) на жидкометаллические рабочие среды. К настоящему времени эти методы реализованы в целом ряде устройств (электромагнитные перемешиватели, насосы, дозаторы), принцип действия которых основан на использовании сил, возникающих при взаимодействии бегущего электромагнитного поля создаваемого электромагнитами и проводящей среды. Перемешивание расплавленного металла является непременным звеном технологического процесса в металлургии.
Первые опыты по электромагнитному перемешиванию металла при непрерывной разливке были проведены еще в 50-е годы минувшего века. В настоящее время этот метод получил широкое распространение. ЭМП ис-пользуется для решения двух задач:
1. Изменение внутреннего строения заготовки (измельчение структуры, снижение степени ликвации в средней и центральной частях, уменьшение центральной пористости).
2. Улучшение поверхности заготовки (снижение числа поверхностных дефектов, количества неметаллических включений в поверхностном слое, повышение толщины наружной плотной корочки).
Механизм воздействия на металл при решении первой задачи основан на снижении перегрева, обламывании ветвей дендритов и создании циркуляции металла в жидкой сердцевине. Решение второй задачи связано с созданием потоков на поверхности металла в кристаллизаторе и с улучшением условий выделения включений.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены различные технологии в области электромагнитного перемешивания кристаллизующегося слитка, проведен анализ физических воздействий на жидкую сердцевину кристаллизующегося слитка, а также была разработана математическая модель в программном пакете “Ansys”.
Разработанная математическая модель с высокой степенью достоверности описывает электромагнитные процессы, протекающие в кристаллизаторе. Она позволяет находить распределения электромагнитных сил в жидкой сердцевине слитка. Выявлены зависимости распределения магнитной индукции, электромагнитных сил и глубины проникновения тока в металл.
