name: Электротехнология перемешивания жидкой сердцевины слитков в многоручьевом литейном комплексе
keyword_list: кристаллизатор скольжения алюминиевые сплавы физическое моделирование математическое моделирование электромагнитное перемешивание
abstract: Объект исследования: технология электромагнитного перемешивания жидкой сердцевины алюминиевых слитков, отливаемых в многоручьевую литейную машину.
  Предмет исследования: электромагнитные, тепловые и гидродинамические процессы в системе «индуктор-слиток» при литье в кристаллизатор скольжения с электромагнитным перемешиванием.
  Цель работы - разработка электротехнологии перемешивания жидкой сердцевины алюминиевых слитков в многоручьевой литейной машине, обеспеченной созданием цилиндрического индуктора и режимами его работы.
  Методы исследования: математическое моделирование электромагнитных, тепловых и гидродинамических процессов в системе «индуктор-слиток» установки электромагнитного перемешивания жидкой сердцевины слитка осуществлялось численными методами с использованием пакета прикладных программ ANSYS Maxwell, ANSYS Fluent и ANSYS CFX. Экспериментальные исследования проведены на физической модели с использованием моделирующего низкотемпературного сплава на основе галлия (галлий - 67%, индий - 20,5%, олово 12,5%) с использованием ультразвукового доплеровского измерителя скорости течений.
  Научная новизна: 1. Построены математические модели для совместного анализа тепловых, электромагнитных и гидродинамических процессов в системе «индуктор-слиток», учитывающие фазовые состояния кристаллизующегося слитка и магнитогидродинамические процессы, протекающие в области жидкой сердцевины; 2. Установлены новые закономерности изменения фазовых состояний кристаллизующегося слитка, а именно: • наибольшее влияние на изменение формы фронта кристаллизации оказывает скорость вытягивания слитка; • конструкция индуктора с пятью зубцами имеет наилучшие показатели по создаваемым интегральным усилиям в слитке; • режим питания индуктора в частотном диапазоне f=5–10 Гц при использовании схемы с вращающимся магнитным полем обеспечивает равномерное перемешивание жидкой сердцевины слитка вдоль всего фронта кристаллизации; 3. Впервые предложена и опробована методика ультразвукового исследования поля скоростей в жидкой сердцевине слитка с использованием физической модели электромагнитного перемешивания.
  Практическая значимость: 1. Предложена конструкция цилиндрического индуктора, позволяющего за счет изменения схемы подключения обмоток и параметров питающей сети формировать в жидкой фазе кристаллизующегося слитка потоки металла, охватывающие до 90 % поверхности фронта кристаллизации при средней скорости циркуляции от 0,1 до 0,5 м/с; 2. Предложенная конструкция обладает компактными габаритными размерами, что позволяет использовать ее в многоручьевых литейных комплексах; 3. Разработана установка и комплекс технических решений для электромагнитного перемешивания жидкой сердцевины кристаллизующегося слитка, защищенных патентом на изобретение; 4. Разработана методика экспериментального исследования гидродинамических процессов в жидком металле на основе моделирующих сплавов.
  Степень и эффективность внедрения: в учебных и научных исследованиях применяется разработанная методика ультразвукового исследования поля скоростей. Полученные рекомендации по технологическим параметрам литья и энергетическим параметрам индуктора могут быть использованы в промышленности.
  Область применения: многоручьевые литейные комплексы, предназначенные для получения цилиндрических алюминиевых слитков.
chairman_dissertation_council.name: Анатолий
chairman_dissertation_council.surname: Востриков
chairman_dissertation_council.patronymic: Сергеевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор кафедры
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7005923579
chairman_dissertation_council.rinc_id: 74501
chairman_dissertation_council.url: https://ciu.nstu.ru/kaf/persons/1701
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Анатолий
organization_supervisor.surname: Батаев
organization_supervisor.patronymic: Андреевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 53.37.13
rubrics.name: Технологические процессы цветной металлургии
rubrics.code: 45.53.35
rubrics.name: Электротехническое оборудование электротехнологических установок
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
speciality_codes.name: Электротехнология
speciality_codes.code: 05.09.10
supervisors.fio: Первухин М.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Электротехнология
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Кувалдин А.Б.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Электротехнология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Перевалов Ю.Ю.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Электротехнология
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: НГТУ
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный технический университет»
protection_organization.ogrn: 1025401485010
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ",СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ,СФУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1022402137460
author_organization.supervisor_name: МАКСИМ
author_organization.supervisor_surname: РУМЯНЦЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: ВАЛЕРЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения