Search academic texts

Registration Number

0419U003082, Candidate dissertation

Title

Liquid metal electromagnetic stirring systems with periodic action of pulsing and traveling magnetic fields.

Author

Bondar Oleksii Ihorovych,

popup.head Horyslavets Yurii Mykhailovych
popup.opponent Zhiltsov Andriy V.
popup.opponent Horiuk Maksym Stepanovych

Status

Кандидат технічних наук, 05.09.03, Електротехнічні комплекси та системи

Date

11-06-2019

Description

Об’єкт дослідження: системи електромагнітного перемішування рідкого металу в плавильних агрегатах та системи їх живлення. Мета роботи: підвищення ефективності систем електромагнітного перемішування рідкого металу в плавильних агрегатах за рахунок почергової силової дії на нього пульсуючого та біжучого магнітних полів. Методи дослідження базуються на фундаментальних положеннях теорії електромагнітного поля та електричних кіл, теорії електричних машин і апаратів, методах математичного моделювання. Теоретичні та практичні результати і новизна: розроблені оптимальні конструктивні рішення універсальних електромагнітних систем на основі лінійних індукторів з дво- та тристрижневими феромагнітними осердями, які за рахунок почергового однофазного і багатофазного живлення відповідно створюють пульсуюче і біжуче магнітні поля, що дозволяє реалізувати періодичну зміну структури вихрової течії у ванні печі і за рахунок цього підвищити ефективність перемішування рідкого металу. Запропоновано новий принцип перемішування рідкого металу за рахунок почергової силової дії на нього пульсуючого і біжучого магнітних полів, створених універсальними електромагнітними системами, який дозволяє суттєво підвищити ефективність електромагнітного перемішування металевого розплаву. Вперше на основі мультифізичного моделювання взаємопов’язаних електромагнітних, гідродинамічних та теплових процесів в універсальних електромагнітних системах отримано основні закономірності електромагнітного перемішування рідкого металу в плавильних установках при почерговій дії на нього пульсуючого і біжучого магнітних полів. Вперше виявлено: реверс одноконтурної вихрової течії рідкого металу у ванні печі при зміні величини полюсного ділення універсального індуктора перемішувача в режимі багатофазного живлення; реверс двоконтурної вихрової течії рідкого металу у ванні печі при зміні частоти струму живлення універсального тристрижневого індуктора в режимі однофазного живлення. Вперше визначено вплив конструктивних елементів плавильного агрегату (феромагнітного каркасу печі та металевої ніші перемішувача) на ефективність перемішування універсальної електромагнітної системи. Предмет і ступінь впровадження: Розроблено технічні рекомендації і сформульовано пропозиції по створенню універсальної системи перемішування рідкого металу та системи її живлення, які передано Фізико-технологічному інституту металів та сплавів НАН України для розроблення дослідного зразка універсального електромагнітного перемішувача алюмінію для відбивних печей. Отримані в роботі результати мультифізичного моделювання фізичних процесів передано Науково-виробничому центру "Титан" Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України для використання в технології виробництва зливків із сплавів на основі титану та інших металів методом електронно-променевого плавлення. Ефективність впровадження: отримано значний техніко-економічний ефект, що полягає в підвищенні показників ефективності процесу перемішування рідкого металу, що сприяє покращенню якості розплаву, прискоренню розчинення твердих добавок, видаленню шкідливих домішок. Сфера використання: технології плавлення та приготування металевих розплавів. (див. продовження).