Выпуски бюллетеня

ТомНомер
13 1
12 1 2 3 4 5 6
11 1 2 3 4 5 6
10 1 2 3 4 5
9 1 2 3 4 5
8 1 2 3 4 5
7 1
6 1 2 3 4
5 1 2 3 4 5 6
4 1 2 3 4 5 6
3 1 2 3 4 5 6
2 1 2 3 4 5
1 1 2
0 0

Тематический указатель

Сверхпроводящие индукторы для электромагнитного перемешивания расплавленного металла

2008, Tом 5, выпуск 3
Тематика: ВТСП устройства

Электромагнитное перемешивание расплавленного металла начало широко использоваться в металлургии c 70-х годов. На сегодняшний день существует целый ряд систем для магнитного перемешивания в электродуговых печах (рис. 1) и в процессе отливки слитков (например, системы ABB SEMS и MEMS). За счет электромагнитного перемешивания удается существенно снизить температурные градиенты в электродуговых печах, что улучшает качество выплавляемого металла, сокращает длительность технологических процессов и приводит к экономии электроэнергии. Электромагнитное перемешивание при отливке слитков позволяет добиться хорошей однородности свойств по всему объему слитка и сократить число дефектов.

Конструктивно системы для электромагнитного перемешивания представляют собой один или несколько индукторов с медными или алюминиевыми обмотками, создающими переменные магнитные поля, вызывающие завихрения расплавленного металла. Существуют также системы с постоянным магнитным полем, тормозящие поток расплавленного металла, втекающего в кристаллизатор, для того чтобы сделать его течение турбулентным и вызвать перемешивание. Однако индукторы с медными обмотками способны создавать лишь сравни-тельно слабые магнитные поля. Омические потери в подобных индукторах также велики, значительная часть потребляемой мощности попусту тратится на нагрев самих обмоток. Использование в системах для электромагнитного перемешивания сверхпроводящих индукторов позволит не только существенно поднять величину магнитного поля, но и повысить КПД устройства.

Рис. 1. Индуктор ABB AL-EMS на печи для выплавки алюминия.

Исследовательская группа из университета Тохоку и лаборатории CRIEPI (Япония) разработала и испытала небольшую модель индуктора для электромагнитного перемешивания расплавленного металла. Индуктор состоит из шести сверхпроводящих обмоток, включенных в трехфазную сеть таким образом, чтобы создать вращающееся магнитное поле (рис. 2). Обмотки индуктора намотаны из сверхпроводящего провода на основе ниобий-титана и размещены в криостате с жидким гелием. В теплом отверстии криостата размещается тигель с жидким галлием, позволяющий отработать различные режимы перемешивания в комнатных условиях (температура плавления галлия 30°С).

Рис. 2. Схема обмоток и распределение магнитного поля сверхпроводящего индуктора.

Сверхпроводящий индуктор позволил поднять величину магнитной индукции в 10 раз по сравнению с аналогичным медным индуктором, скорость течения металла в тигле возросла при этом в 3 раза. Удалось добиться растекания всего металла тонким слоем по стенкам тигля (рис. 3), что недостижимо для индукторов с медной обмоткой.

Рис. 3. Поверхность расплава при различных рабочих токах индуктора.

На основании полученного опыта исследовательская группа приступила к проектированию полупромышленной установки для электромагнитного перемешивания расплавленного металла (рис. 4).

Рис. 4. Схема полупромышленной установки для электромагнитного перемешивания.

В.И. Щербаков

  1. H. Kasahara et al., J. Cryog. Soc. Jap., 42, 395 (2007).
Главная | Новости | Бюллетень | Конференции | Поиск публикаций в базе данных | Новое в базе данных
Российские организации | Энциклопедия | Цели сайта | Контакты | Полезные ссылки | Карта сайта | Помощь

© Copyright 2006-2012. Использование материалов сайта возможно только с обязательной ссылкой на сайт.
Свои замечания и пожелания вы можете направлять по адресу perst@isssph.kiae.ru
Техническая поддержка Alexey, дизайн Teodor.