Устройство электромагитного рафинирования с кондукционным возбуждением тока в жидком металле

  • Эдуард Pобертович Винтер
  • Виктор Николаевич Тимофеев
  • Михаил Викторович Первухин
  • Николай Вячеславович Cергеев
Ключевые слова: электрометаллургия, электромагнитное рафинирование, численное моделирование, рафинирование расплавов, параметры схемы замещения, электромагнитные характеристики

Аннотация

Проводится численное моделирование электромагнитных процессов в установке электромагнитного рафинирования алюминиевого расплава с кондукционным возбуждением тока в расплаве. Численный расчет проводится с помощью конечно-элементного программного комплекса Maxwell. На основе численных расчетов определены параметры схемы замещения установки и основные электромагнитные характеристики. Из распределения объемных электромагнитных сил в расплаве получены значения предельных скоростей миграции частиц различного диаметра. Таким образом, рабочие напряжения в зависимости от значений тока и контактного сопротивления лежат в диапазоне от 0,1 до 6 В. Подогрев металла в желобе посредством кондукционного подвода электрической энергии в исследуемой системе может быть использован только совместно с другим видом нагрева. При рабочих токах во вторичной цепи, больших 2000 А, предельные скорости миграции частиц с диаметром 30–50 мкм составляют 1–4мм/с. Значит, в исследуемой установке можно добиться эффективного удаления примесей диаметром 30 мкм и выше. При токе во вторичной цепи меньше 1500 А направление миграции частицы определяется силой всплытия, которая также определяет процесс естественной седиментации частиц (малоэффективной).

Биографии авторов

Эдуард Pобертович Винтер

ассистент кафедры «Электротехнология и электротехника» Политехнического института Сибирского федерального университета (СФУ).

Виктор Николаевич Тимофеев

доктор техн. наук, заведующий кафедрой «Электротехнологи и иэлектротехника» Политехнического института (СФУ).

Михаил Викторович Первухин

доктор техн. наук, профессор кафедры «Электротехнологии и электротехника» Политехнического института СФУ

Николай Вячеславович Cергеев

кондитат техн. наук, доцент кафедры «Электротехнологии и электротехника» Политехнического института СФУ.

Литература

1. Усынина Г.П., Тимофеев В.Н., Конкевич В.Ю., Мотков М.М., Сергеев Н.В., Гудков И.С. Алюминиевая проволока ООО «НПЦ магнитной гидродинамики» для аддитивных технологий. –Технология легких сплавов, 2019, № 2, с. 29–34.

2. Zhang L., LvX., Torgerson A., Long M. Removal of Impurity Elements from Molten Aluminum. – Journal Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 2011, 32(3), рр. 150–228.

3. Lennov D., Kolin A. Theory of electromagnetophoresis. I. Magnetohydrodynamic forces experienced by spherical and symmetrically oriented cylindrical particles. – Journal of Chemical Physics, 1954, vol. 22, No. 4, pp. 683–689.

4. Wang S. etal. Separation of non-metallic inclusions from molten steel using high frequency electro magnetic fields.– Metallurgicaland Materials Transactions B, 2014, vol.45, No.5, pp. 1915–1935.

5. Пат. РФ № 192356 U1. Транспортный желоб литейного комплекса разливки жидкого металла/ В.Н. Тимофеев, Н.В. Тимофеев, М.Ю. Хацаюк, П.А. Хоменков.–БИ, 2018, №26.

6. Тимофеев В.Н., Темеров А.А., Михайлов Д.А. Установка предварительного нагрева катодных секций электролизёров.–Цветные металлыиминералы, 2016, с.82–83.

7. Ansys Maxwell 15.0 User’sGuide3D.

8. Альтгаузен А.П., Смельянский М.Я., Шевцов М.С. Электротермическое оборудование:Справочник. М.: Энергия, 1967.

9. Романов Д.И. Электроконтактный нагрев металлов.М.:Машиностроение, 1981, т. 168.

10. Lupi S. Fundamentals of Electro heat. – Electrical Technologies for Process Heating. Springer. Switzerland, 2017.

11. Чередниченко В.С., Бородачев А.С., Артемьев В.Д. Электрические печи сопротивления. Теплопередача и расчеты электропечей сопротивления: монография / Подред. В.С. Чередниченко. Новосибирск: НГТУ, 2006, т.1, 624 с.

12. Taniguchi S., BrimacombeJ.K.Application of pinch force to the separation of inclusion particles from liquids teel.–ISIJ international, 1994, vol.34. №.9, pp. 722–731.

13. Бояревич В.В. идр. Электровихревые течения / Подред.ЭВ Щербинина. Рига: Зинатие, 1985.

14. Верте Л.А. МГД-технология в производстве черных металлов. – Металлургия, 1990, cс. 6–9.

Опубликован
2020-06-03
Раздел
Статьи