Increasing the Dosing Accuracy of Magnetodynamic Foundry Equipment

Олексій Смірнов; Анатолій Нарівський; Євген Смірнов; Анастасія Семенко; Олексій Верзілов

doi:10.15407/scine17.05.042

Автор(и)

Олексій Смірнов Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0003-1173-976X
Анатолій Нарівський Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0002-1596-6401
Євген Смірнов Кафедра «Металургія та металознавство» СТІ НіТУ «МІСІС» https://orcid.org/0000-0002-4948-1031
Анастасія Семенко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0002-0448-1636
Олексій Верзілов Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0003-0463-5006

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine17.05.042

Ключові слова:

заливальна установка, розплав, силовимірювальний датчик, дозування, витрата, виливок

Анотація

Вступ. Проблема поєднання безперервного контролю основних інформативних технологічних параметрів (маси, температури, масової витрати розплаву) та управління процесом заливання на сьогодні є актуальною практично для всіх заливальних пристроїв.
Проблематика. Розробка методів точності розливу, зокрема при розливах малих об’ємів, є важливим завданням ливарної галузі.
Мета. Вивчення залежностей витратних характеристик магнітодинамічного обладнання від напруги, що подається, в різних режимах його роботи.
Матеріали й методи. Для вивчення точності дозування для малих доз в межах 1,5—3 кг застосовано фізичне моделювання.
Результати. Шляхом експериментальних досліджень на фізичній моделі магнітодинамічної установки встановлено коефіцієнт чисельної залежності миттєвого значення масової витрати моделюючої рідини на жолобі від миттєвого значення маси моделюючої рідини на жолобі. В рамках проведення досліджень для заливання доз масою 1,5—3 кг вінвідповідає діапозону напруги живлення електромагніта рівному 12,3—16,3 В. Визначено раціональний інтервал співвідношення маси разливаної порції металу та миттєвого значення масової витрати при її розливанні (2,20—2,25) і відповідний інтервал напруги живлення електромагніта МДУ з метою мінімізації впливу пульсацій струменя на точність дозування за рахунок зменшення їхньої амплітуди. Похибка дозування не перевищує 1,5% від маси дози при розливанні малих порцій розплаву (масою 1,5—3 кг).
Висновки. Розроблено нове технічне рішення для магнітодинамічних установок з вагодозуючим похилим жолобом традиційної конструкції, засноване на передачі електромагнітним способом сили, пропорційної миттєвому значенню маси розплаву на жолобі. Реалізація такого рішення дає можливість зменшити кількість тензорезисторних силових датчиків для вимірювання миттєвого значення маси розплаву, з чотирьох, встановлених під тиглем прототипу МДУ, до одного, розміщеного безпосередньо під жолобом.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Олексій Смірнов, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України

Завідувач відділу МГД, ФТІМС НАН України, д. т. н., проф., провідн. наук. співр.

Анатолій Нарівський, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України

Директор ФТІМС НАН України, д. т. н., член-кореспондент НАН України

Євген Смірнов, Кафедра «Металургія та металознавство» СТІ НіТУ «МІСІС»

Проф. кафедри «Металургія та металознавство», СТІ НіТУ «МІСІС», д. т. н., проф..

Анастасія Семенко, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України

молодший науковий співробітник віддіду МГД, ФТІМС НАН України, к.т.н.

Олексій Верзілов, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України

Старший науковий співробітник віддіду МГД, к.т.н., Физико-технологический институт металлов и сплавов Национальной академии наук Украины, Киев, Украина

Посилання

The International Aluminium Institute. Primary aluminium production. URL: http://www.world-aluminium.org/statistics/primary-aluminium-production/ (Last accessed: 14.05.2020).

Nath, J. (2018). Aluminum casting engineering guide. USA: ASM International. 316 p.

Wang, E. (2015, October). Progress of some techniques on electromagnetic metallurgy. Proceedings of the 8th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials "EPM 2015", (October 12—16, 2015). Cannes, 3—6.

Grayson, J. (2016). Understanding Melting Furnace Economics and Optimizing Operations. Light Metal Age, 74(5), 2.

Equipment for aluminium casting. URL: https://www.krownsa.com/equipment-for-aluminium-casting (Last accessed: 22.04.2020).

Polyschuk, V. P., Cin, M. R., Gorn, R. K. (1989). Magnetodynamic pumps for liquid metals. Kyiv. [in Russian].

Dubodelov, V. I. (2008). Developments of the PTIMA NASU in the Field of Magnetohydrodynamics (History, State,

and Prospects — Part II). Р. 126—149 [in Russian].

Dubodelov, V., Smirnov, O., Louhenkilpi, S. (2015, October). Innovative combinations of MHD technologies and original electromagnetic devices for highly efficient casting on CCM. Proceedings of the 8th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 2015,. (October 12-16, 2015). Cannes, 621-624.

Slazhniev, M., Kizilova, A., Bogdan, K. (2015, October). Developing of pragmatic models of the ponderomotive interactions in magnetodynamic installations for aluminum alloys MDN-6A. Proceedings of the 8th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 2015,. (October 12—16, 2015). Cannes, 593—596.

Induction furnace technology and energy efficiency. URL: http://castingssa.com/induction-furnace-technology-andenergy-efficiency/ (Last accessed: 14.05.2020).

Qiang, W., Baokuan, L., Fumitaka, T. (2014). Modeling of a Thermo-Electromagneto-Hydrodynamic Problem in Continuous Casting Tundish with Channel Type Induction Heating. ISIJ International, 54(2), 311—320. https://doi.

org/10.2355/isijinternational.54.311

Smirnov, O., Smyrnov, Y., Louhenkilps, S. (2017). Mathematical modeling of multiphase system in tundish of continuous casting machine: theory and experiments. Jornal of Chemical Technology and Metallurgy, 52(4), 711—717.

Haiyan, T., Luzhao, G., Guanghui, W. (2018). Hydrodynamic Modeling and Mathematical Simulation on Flow Field and Inclusion Removal in a Seven-Strand Continuous Casting Tundish with Channel Type Induction Heating. Metals, 8, 374—398. https://doi.org/10.3390/met8060374.

Dubodelov, V. I., Smirnov, A. N., Efimova, V. G., Kravchenko, A. V., Verzilov, A. P. (2018). Hydrodynamic and physicochemical processes in tundishes for continuous casting of steel. Kyiv [in Russian].

Dubodelov, V., Semenko, A., Bogdan, K., Goryuk, M. (2019). Development of Principles to Control the Processes of Continuous Casting of Alloys Using Magnetodynamic Equipment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologie, 4(1(100)), 69—75. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.172051.