ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЬ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В КРИСТАЛИЗАТОРЕ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність виконаних досліджень, сформульовано їх мету і задачі, викладено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, показано обґрунтованість та достовірність наукових положень та висновків, а також наведено місце проведення успішних апробацій результатів дисертації, кількість публікацій за темою та особистий внесок автора.

У першому розділі проведено аналіз літературних джерел та проаналізовані існуючі перемішувачі рідкого металу в машинах безперервного лиття заготовок (МБЛЗ). Так, перемішувач встановлений в кристалізаторі найбільше впливає на якість металу, але найкраща якість металу отримується при комплексній дії перемішувачів розміщених в зонах кристалізатора, вторинного охолодження і заключного охолодження. Електромагнітний перемішувач (ЕМП) рідкого металу являє собою статор звичайної електричної машини змінного струму, що живиться від перетворювача низької частоти в межах 3…6 Гц. Пристрої ЕМП виконують переважно дво- і трифазними. Перемішувач повинен забезпечувати обертовий рух розплавленого металу зі швидкостями від 0,25 м/с до 1 м/с, який забезпечується при індукціях магнітного поля в межах 0,08…0,09 Тл. Застосування перемішування в кристалізаторі МБЛЗ дозволяє: збільшити зону рівноосних кристалів, поліпшити якість поверхневої і підповерхневої зон заготовки, зменшити кількість внутрішніх пор і тріщин, зменшити крайові забруднення, поліпшити пластичність заготовки, зменшити центральну ліквацію, знищити застійні зони, прискорити тепло- і масообмін в об'ємі металу та збільшити швидкість лиття, і тим самим збільшити продуктивність установки.

ЕМП в кристалізаторі МБЛЗ можна розділити на внутрішні, що встановлюються всередині кристалізатора між гільзою і корпусом кристалізатора, і зовнішні, що встановлюються зовні кристалізатора.

Для усунення флуктуацій меніску для перемішування використовують багатоіндукторний перемішувач, багаточастотний, двообмотковий і перемішувач з шунтуючим елементом.

Ці перемішувачі мають суттєвий недолік – наявність застійної зони в осьовій області. Тому треба розробити перемішувач, який дозволив би стабілізувати меніск і виносити метал із осьової зони. Для вирішення цієї проблеми слід використати перемішувач, що має дві дугостаторні обмотки і одну звичайну.

Вивчення перемішувачів звичайного виконання привело до висновку, що вони споживають велику потужність, тому постало завдання зменшити ці втрати. Завдяки досвіду роботи з постійними магнітами із композиту NdFeB було запропоновано використати їх для створення перемішувача рідкого металу, де основне поле створюється постійними магнітами, а обертання магнітної системи виконується асинхронним двигуном. Така система дозволить знизити втрати тому, що постійні магніти не споживають реактивної потужності, чого не можна уникнути в перемішувачах звичайного виконання.

Проведено огляд методів розрахунку розподілу електромагнітного поля в електромагнітному перемішувачі. Встановлено, що переважна більшість дослідників використовують метод кінцевих елементів для розрахунку конкретних конструктивних виконань.

Сформульовані завдання досліджень.

У другому розділі досліджувався запропонований новий триобмотковий перемішувач рідкого металу в циліндричному кристалізаторі МБЛЗ (рис. 1), який складається з статора 1, кільцевої 2 і двох дугостаторних обмоток 3 і 4. В його порожнині, при зовнішньому розташуванні розміщуються корпус кристалізатора з немагнітної сталі 5, мідна гільза 6 і рідкий метал 7.