Mоделирование электромагнитного перемешивания металлических расплавов под воздействием пульсирующегои бегущего магнитных полей

Abstract

Выполнено 3D моделирование физических явлений в отражательной печи в процессе нестационарного нагрева и перемешивания жидкого металла с помощью электромагнитного перемешивателя, который при трёхфазном питании создаёт бегущее, а при однофазном – пульсирующее магнитное поле. В результате численного решения стационарной электромагнитной задачи и нестационарных гидродинамической и тепловой задач получены распределения скорости и температуры жидкого металла для различных режимов перемешивания. Показано, что существенно снизить перегрев расплава на поверхности при боковом расположении перемешивателя относительно ванны печи можно путём смещения его ниже симметричного положения по высоте металла, а также за счёт использования поочередного переключения бегущего и пульсирующего магнитных полей.

Виконано 3D моделювання фізичних процесів у відбивній печі при нестаціонарному нагріванні та перемішуванні рідкого металу електромагнітним перемішувачем, який створює біжне магнітне поле у випадку трифазного живлення та пульсуюче магнітне поле у випадку однофазного. В результаті числового рішення стаціонарної електромагнітної задачі та нестаціонарних гідродинамічної та теплової задач отримано розподіли швидкості та температури рідкого металу для різних режимів перемішування. Показано, що значного зменшення перегріву металу на поверхні можна досягти шляхом почергового перемикання біжного та пульсуючого магнітних полів, а також зміщенням перемішувача нижче симетричного положення відносно металу.

3D modelling of the physical phenomena in a reverberate furnace during unsteady heating and stirring of the liquid metal by an electromagnetic stirrer, which generates travelling magnetic field in case of three-phase power supply and pulsating magnetic field in case of a single-phase power supply has been carried out. As a result of the numerical solution of stationary electromagnetic problem and non-stationary hydrodynamic and thermal problems the velocity and temperature distributions of the liquid metal for different stirring modes are obtained. It is shown that significant decrease of the melt overheating at the surface can be achieved by alternately switching of travelling and pulsating magnetic fields, as well as by shifting the stirrer below the symmetrical adjustment of the metal.