Моделювання фізичних процесів у пічному агрегаті з електромагнітним перемішуванням рідкого металу

Abstract

Виконано мультифізичне 3D моделювання електромагнітних, гідродинамічних і теплових процесів у відбивній печі для алюмінію з комбінованим електромагнітним перемішувачем рідкого металу, який в залежності від роду живлення (трифазного чи однофазного) відповідно створює біжуче або пульсуюче магнітні поля. Досліджено чотири режими роботи такого перемішувача, за якими перемішування металу у ванні печі здійснюється під дією окремо біжучого і окремо пульсуючого магнітного поля, в режимі почергової дії цих полів, а також при реверсному чергуванні у часі біжучого магнітного поля. Моделювалася ситуація, за якої рідкий метал у печі нагрівався зверху без перемішування протягом певного часу, а потім одночасно вимикався нагрів і вмикався перемішувач, що призводило до вирівнювання температури металу у ванні печі. Встановлено, що використання режимів перемішування з перемиканням магнітних полів дозволяє суттєво підвищити ефективність перемішування розплаву металу у ванні печі.

Выполнено мультифизическое 3D моделирование электромагнитных, гидродинамических и тепловых процессов в отражательной печи для алюминия с комбинированным электромагнитным перемешивателем жидкого металла, который в зависимости от рода питания (трехфазного или однофазного) соответственно создает бегущее или пульсирующее магнитные поля. Исследованы четыре режима работы такого перемешивателя, при которых перемешивание металла в ванне печи осуществляется под действием отдельно бегущего и отдельно пульсирующего магнитного поля, в режиме поочередного действия этих полей, а также при реверсном чередовании во времени бегущего магнитного поля. Моделировалась ситуация, при которой жидкий металл в печи нагревался сверху без перемешивания в течение определенного времени, а затем одновременно выключался нагрев и включался перемешиватель, что приводило к выравниванию температуры металла в ванне печи. Установлено, что использование режимов перемешивания с переключением магнитных полей позволяет существенно повысить эффективность перемешивания расплава металла в ванне печи.

Multiphysical 3D modeling of electromagnetic, hydrodynamic and heating processes in reverberatory furnace for aluminum with combined electromagnetic stirrer of liquid metal, which creates traveling or pulsating magnetic fields depending on power type (multiphase or single phase power supply respectively) was performed. Four regimes of work of this stirrer, by which stirring of metal in furnace tank is carried out under the influence of separately traveling and separately pulsating magnetic field, in the regime of sequential action of these fields, and in case of reverse alternation in time of traveling magnetic field were investigated. The situation was modeled, according to which liquid metal in furnace was heated from above without stirrer over a period of time, after that heating was disabled and the stirrer was enabled simultaneously, which brought eventually to temperature equalization of metal in furnace tank. Established that using of regimes of stirrer with switching of magnetic fields allows a significant increase the effectiveness of stirring of melt in furnace tank.