Введение 3
1 Плавильно-литейный комплекс для литья алюминиевых сплавов 7
1.1 Принцип работы литейной машины с электромагнитным
кристаллизатором 7
1.2 Принцип работы и конструкция электромагнитного кристаллизатора
(ЭМК) 9
1.3 Практическое использование плавильно-литейного комплекса 11
2 Раздаточная печь с дозирующим устройством 22
2.1 Системы дозирования металла 24
2.1.1 Система дозирования расплава «поплавкового» типа 24
2.1.2 Дозирование поворотом индукционной тигельной печью 25
2.1.3 Дозирование индукционным насосом 26
2.1.4 Система дозирования расплава с помощью погружного МГД насоса 27
2.2 Теплоизоляционные материалы, применяемые в раздаточной печи 28
2.3 Электронагревательные коврики (КЭН) 32
2.4 Тепловой расчёт электрической раздаточной печи с дозирующим
устройством, емкостью 130 кг 33
3 Экспериментальные измерения величин раздаточной печи с дозирующим
устройством 43
Заключение 49
Список использованных источников 51
Приложение

Купить

Алюминиевые сплавы находят широкое применение во многих отраслях промышленности. Этому способствовало удачное сочетание физических свойств алюминиевых сплавов, которые зависят от ряда факторов. В частности, добавление к алюминию легирующих элементов (медь, кремний, магний, цинк, марганец и др.) или уже присутствие их в жидкой ванне оказывает существенное влияние на характеристики сплавов.
В алюминиевых сплавах могут присутствовать почти все металлы периодической системы элементов, одни в качестве легирующих элементов, другие в качестве нежелательных примесей. Поэтому плавильно-литейное производство алюминиевых сплавов должно предусматривать такие операции как плавление твердого алюминия или алюминиевого лома, добавление легирующих элементов и перемешивание расплава с целью выравнивания химического состава и его температуры во всем объеме ванны, очистка расплава от неметаллических включений (фильтрация), очистка от ненужных примесей (рафинирование), удаление газов из расплава (дегазация), получение из расплава слитков в твердом состоянии (кристаллизация), транспортировка расплава от одного технологического оборудования к другому.
На всех этапах плавильно-литейного производства возможно использование магнито-гидродинамических (МГД) технологий, основанных на взаимодействии жидких металлов с электромагнитным полем.
Поскольку совершенствование авиационной и ракетно-космической техники заставляет решать задачу снижения массы летательных аппаратов, а бортовая кабельная сеть (БКС) является «нервной системой» летательных аппаратов и занимает существенную долю их массы (20-25%), то мировой тенденцией снижения массы проводников является использование в качестве основного материала алюминиевых сплавов взамен меди. Однако достигнутые в настоящий момент свойства проволоки из специальных алюминиевых сплавов не обеспечивают одновременно высокой электропроводности и жаропрочности, что критически важно для БКС авиакосмической техники. В связи с этим рабочие температуры алюминиевых проводов БКС не превышают 100-180°С при требуемых 250°С. При этом существующие промышленные технологии не позволяют с высоким выходом годной продукции изготавливать проволоку из специальных сплавов диаметром менее 0.5 мм, что также ограничивает внедрение алюминиевых проводов в авиакосмической техники. Дефицит такой кабельной продукции восполняется отечественными потребителями за счет закупок исключительно импортных проводов и кабелей, что никогда не приветствовалось Государственным заказчиком.
Зарубежные производители авиатехники в последние годы активно занимаются разработкой и внедрением алюминиевых проводов. Так, например, «двухэтажный» AIRBUS А380 является первым самолетом компании, где применены алюминиевые кабели и провода с сечением меньше 5 мм2 , что позволило дополнительно снизить вес БКС на 500 кг. Для сравнения: это больше половины экономии веса, полученного за счет изготовления из углеволокна центроплана (CentralTorsionBox), на разработку которого были потрачены миллионы евро. В дальнейшем AIRBUS планирует использовать данное решение на A400M и A350XWB. Всего в А380 в 300 из 500 километров проводов и кабелей используются алюминий вместо обычной меди в качестве электрического проводника, что позволило снизить вес БКС на 20%. При этом в качестве проводниковой жилы приходится использовать аналог отечественного сплава АМГ1, имеющего допустимую рабочую температуру только до 180 °С и существенно большее сопротивление по сравнению с чистым алюминием [1].
Начиная с 2005г, в ходе реализации программы по импортозамещению, АО «Особое конструкторское бюро кабельной промышленности» (ОКБ КП - головное предприятие в РФ, занимающееся разработкой и производством бортовых проводов) проводит ОКР по созданию серии облегченных кабельных изделий для авиационной техники с использованием новых отечественных изоляционных и проводниковых материалов. В настоящее время в АО «ОКБ
- БК-36-448 и БКЭ-36-448 по ТУ 16.К76-236-2009 сечением от 4 до 95 мм2 с никелевым покрытием, рабочей температурой 200°С;
- БФС-А и БФСЭ-А теплостойкие по ТУ 16-705.405-85 сечением от 4 мм2 мм до 95 мм2 без покрытия, рабочей температурой 250°С.
Более высокая максимальная рабочая температура отечественных проводов по сравнению с зарубежными достигается за счет использования жилы из сплава алюминия с редкоземельными металлами 01417. При освоении производства проволоки из сплава 01417 существующими технологиями было обнаружено, что из-за крупнозернистой и неоднородной микроструктуры производство проволоки малых диаметром экономически нецелесообразна (высокая обрывность при волочении) [1].
Для решения данной проблемы специалистами ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» совместно с сотрудниками СФУ и ООО «АвиаСпецСплав» была разработана уникальная технология литья в электромагнитный кристаллизатор, которая позволяет получить проволоку из жаропрочных алюминиевых сплавов со структурой сопоставимой со структурой гранул (порошковая металлургия). При этом технология обеспечивает существенно более высокую производительность, низкую себестоимость, требуемые технические характеристики и высокое качество выпускаемой продукции.
В ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» создан опытно-промышленный литейный комплекс с электромагнитным кристаллизатором производительностью до 20 тонн в год непрерывно-литой заготовки диаметрам 8 мм. На опытно-промышленной установке получены слитки из сплава 01417м, обладающие высокими механическими и электрическими свойствами, сохраняющимися до температуры 250°С. В партнёрстве с ОКБ Кабельной промышленности, и НПЦ АвиаСпецСплав из полученных слитков изготовлены провода для БКС самолетов-амфибий Бе-200, что позволило снизить вес машины на 1 тонну.
В настоящее время стоит задача повышения качества выпускаемой продукции путем стабилизации диаметра слитка, что позволит повысить технологичность переработки изделий в проволоку и начать массовое внедрение алюминиевых проводов в авиакосмической техники. Для этого необходимо разработать раздаточную печь с системой дозирования, обеспечивающую стабильное поддержание уровня и температуры расплава.


Купить