Розробка принципів управління процесами безперервного розливання сплавів з використанням магнітодинамічного обладнання

Автор(и)

  • Viktor Dubodelov Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0002-0513-5145
  • Anastasiia Semenko Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0002-0448-1636
  • Kim Bogdan Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0001-6286-6414
  • Maksym Goryuk Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142, Україна https://orcid.org/0000-0002-7561-6948

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.172051

Ключові слова:

безперервне розливання, магнітодинамічний проміжний ківш, масова витрата, система автоматичного управління

Анотація

Запропоновано новий принцип управління температурою та масовою витратою металевого розплаву при його безперервному розливанні. Встановлено, що таке управління може здійснюватися на основі постійного контролю маси рідкого сплаву в ливарних та металургійних агрегатах і відповідного регулювання системами обладнання. Використання для впливу на рідкометалеве середовище електромагнітних полів та магнітогідродинамічних (МГД) чинників є ефективним засобом забезпечення необхідних технологічних та техніко-економічних показників процесу безперервного розливання. Запропоновано відповідну принципову конструктивно-функціональну схему системи автоматичного управління (САУ) процесом безперервного розливання сплавів, яка ґрунтується на застосуванні магнітодинамічного проміжного ковша (МД-ПК) і магнітовагової системи.  Визначено їх основні конструктивні особливості та функціональні можливості стосовно до процесів безперервного розливання як у порівнянні з існуючим обладнанням, так і з системами аналогічного призначення. Пропонується реалізувати МД-ПК у вигляді двокамерного агрегату, в якому розділені функції прийому розплаву зі сталерозливного ковша, нагрівання рідкого металу, видачі його у кристалізатор машини безперервного лиття заготівок (МБЛЗ). Стабілізація витратного режиму розливання, у тому числі малонапорного, здійснюється за рахунок постійного контролю маси розплаву в системі та відстеження його рівня у випускній камері МД-ПК і кристалізаторі МБЛЗ.

Розроблений спосіб та створювані агрегат, система і допоміжні пристрої дозволять суттєво удосконалити сучасні технології безперервного лиття

Біографії авторів

Viktor Dubodelov, Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142

Доктор технічних наук, професор, академік Національної Академії Наук України, завідуючий відділом

Відділ магнітної гідродинаміки

Anastasiia Semenko, Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142

Молодший науковий співробітник

Відділ магнітної гідродинаміки

Kim Bogdan, Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ магнітної гідродинаміки

Maksym Goryuk, Фізико-Технологічний Інститут Металів та Сплавів Національної Академії Наук України бул. Вернадського, 34/1, м. Київ, Україна, 03142

Кандидат технічних наук, заступник завідувача відділу

Відділ магнітної гідродинаміки

Посилання

  1. Al'tgauzen, A. P. et. al.; Al'tgauzen, A. P. (Ed.) (1980). Elektrotermicheskoe oborudovanie. Moscow: Energiya, 303.
  2. Mabuchi, M., Yoshii, Yu., Nozaki, Ts. et. al. (1985). Automatic Control of Molten Steel Temperature in Tundish and Application to Stainless Steel Casting. Kawasaki Steel Giho, 14 (4), 365–371.
  3. Takeuchi, E., Zeze, M., Toh, T., Mizoguchi, Sh. (1992). Applied MHD in the Process of Continuous Casting. Proceedings of Symposium “Magnetohydrodynamics in Process Metallurgy” (during the TMS Annual Meeting). San Diego, California, 189–202.
  4. Wang, Q., Li, B., Tsukihashi, F. (2014). Modeling of a Thermo-Electromagneto-Hydrodynamic Problem in Continuous Casting Tundish with Channel Type Induction Heating. ISIJ International, 54 (2), 311–320. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.311
  5. Tang, H., Guo, L., Wu, G., Xiao, H., Yao, H., Zhang, J. (2018). Hydrodynamic Modeling and Mathematical Simulation on Flow Field and Inclusion Removal in a Seven-Strand Continuous Casting Tundish with Channel Type Induction Heating. Metals, 8 (6), 374. doi: https://doi.org/10.3390/met8060374
  6. Taniguchi, S., Brimacombe, J. K. (1994). Separation of nonmetallic inclusions from liquid metal by pinch force. Proceedings of the International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 1994”. Nagoya, 429–434.
  7. Taniguchi, S., Brimakomb, Dzh. (1996). Izvlechenie nemetallicheskih vklyucheniy iz metalla siloy pincha. Magnitnaya gidrodinamika, 2, 158–163.
  8. Miki, Yu. (2006). Applications of MHD to continuous casting of steel. Proceedings of the 5th International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 2006”. Sendai, 26–30.
  9. Toh, T., Takeuchi, E., Matsumiya, T. (2006). Recent advances in MHD applications to steelmaking processes. Proceedings of the 5th International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 2006”. Sendai, 21–25.
  10. Dubodelov, V. I., Smirnov, A. N., Efimova, V. G., Kravchenko, A. V., Verzilov, A. P. (2018). Gidrodinamicheskie i fiziko-himicheskie protsessy v promezhutochnyh kovshah dlya nepreryvnogo lit'ya stali. Kyiv: Naukova dumka, 264.
  11. Cho, S.-M., Kim, S.-H., Thomas, B. G. (2014). Transient Fluid Flow during Steady Continuous Casting of Steel Slabs: Part I. Measurements and Modeling of Two-phase Flow. ISIJ International, 54 (4), 845–854. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.845
  12. Cho, S.-M., Kim, S.-H., Thomas, B. G. (2014). Transient Fluid Flow during Steady Continuous Casting of Steel Slabs: Part II. Effect of Double-Ruler Electro-Magnetic Braking. ISIJ International, 54 (4), 855–864. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.855
  13. Wang, E. (2015). Progress of some techniques on electromagnetic metallurgy. Proceedings of the 8th International Conference on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 2015”. Cannes.
  14. Louhenkilpi, S., Law, W., Serna, M., Välimaa, K., Leuverink, D., Rodríguez Durán, T. et. al. (2013). Active tundish metallurgy. Luxembourg: Publications Office of the European Union. doi: http://doi.org/10.2777/62336
  15. Yue, Q., Zhang, C. B., Pei, X. H. (2017). Magnetohydrodynamic flows and heat transfer in a twin-channel induction heating tundish. Ironmaking & Steelmaking, 44 (3), 227–236. doi: https://doi.org/10.1080/03019233.2016.1209919
  16. Dubodelov, V., Smirnov, A., Pogorsky, V., Goryuk, M. (2006). The magnetodynamic tundish for continuous casting of steel. Proceedings of the 5th International Symposium on Electromagnetic Processing of Materials “EPM 2006”. Sendai, 114–119.
  17. Wang, G., Yun, M., Zhang, C., Xiao, G. (2015). Flow Mechanism of Molten Steel in a Single-Strand Slab Caster Tundish Based on the Residence Time Distribution Curve and Data. ISIJ International, 55 (5), 984–992. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational.55.984
  18. Horiuk, M. S., Dubodelov, V. I., Bohdan, K. S., Fikssen, V. M., Pohorskyi V. K. (2003). Pat. No. 66035 UA. Pony ladle of continuous casting machine. No. 2003076633; declareted: 15.07.2003; published: 15.04.2004, Bul. No. 4.
  19. Pohorskyi, V. K., Bohdan, K. S., Dubodelov, V. I., Horiuk, M. S., Fikssen, V. M. (2004). Pat. No. 67965 UA. Method for control of metal melt consumption. published: 15.07.2004, Bul. No. 7.
  20. Idel'chik, I. E. (1975). Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniyam. Moscow: «Mashinostroenie», 560.
  21. Efimov, V. A., Anisovich, G. A., Babich, V. N. et. al. (1991). Spetsial'nye sposoby lit'ya. Moscow: Mashinostroenie, 436.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-07-22

Як цитувати

Dubodelov, V., Semenko, A., Bogdan, K., & Goryuk, M. (2019). Розробка принципів управління процесами безперервного розливання сплавів з використанням магнітодинамічного обладнання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (100), 69–75. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.172051

Номер

Том 4 № 1 (100) (2019): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Viktor Dubodelov, Anastasiia Semenko, Kim Bogdan, Maksym Goryuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.