Бондар О. І. Системи електромагнітного перемішування рідкого металу з почерговою дією пульсуючого і біжучого магнітних полів.

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).