В процессе приготовления сплавов, особенно при использовании многокомпонентных лигатур, существует необходимость улучшения тепломассообмена расплава для выравнивания температуры и химического состава по всему объему, что особенно требуется в начале процесса плавления, т.к. плавление холодного лома в рабочей зоне может быть улучшено за счет омывания горячим металлом. Добиться подобных улучшений можно путем применения технологии электромагнитного (МГД) перемешивания расплава.

Однако стандартный индуктор не способен обеспечить эффективное перемешивание при определенных условиях, например, при низком уровне металла в начале процесса плавления или в конце разливки.

С целью решения подобной проблемы компанией УниМет была разработана инновационная технология - LDMS (Low Depth Metal Stirrer), МГД- перемешиватель при низкой глубине металла.

Инновационный индуктор LDMS представляет собой 2-х или 3-х трехфазный индуктор создающий поперечное бегущее поле, которое пронизывает расплав в основном через поверхность расплава что делает такой способ нечувствительным к глубине расплава и обеспечивает возможность перемешивание расплава в печах даже при очень малой глубине расплава ~ 10 см, что невозможно традиционными способами при установке индуктора сбоку печи, таких как производства ООО «НПЦ МГД» «ABB» и прочие.

Наша технология запатентована, получены:

Разница между классической технологией и LDMS

Продольное магнитное поле в традиционном индукторе создается между полюсами расположенными вдоль индуктора. При этом возможность создания вихревых токов и сил резко уменьшается с глубиной расплава, так как вихревые токи и силы Лоренца образуются в вертикальной плоскости, которую пронизывает магнитный поток, а она с уменьшением глубины уменьшается.

Поперечное бегущее магнитное поле проникает в расплав преимущественно через его поверхность, создавая вихревые токи и силы Лоренца в горизонтальной плоскости, которая не уменьшается с уменьшением глубины расплава. Индуктор имеет полюса расположенные вдоль и поперек индуктора.

Сравнение традиционного индуктора и LDMS на основе масштабной 1:10 физической модели и электродинамического подобия к реальным установкам

Видео: Эффективное перемешивание Галлия с помощью LDMS.

На видео хорошо видны интенсивные потоки создаваемые индуктором в толщине 6 мм, несмотря на зеркальную поверхность расплава

Видео: Традиционный индуктор TYPE 700 с продольным магнитным полем.

На видео хорошо виден слабый эффект перемешивания, он есть только вблизи стенки ванны как и на результатах мат. моделирования. При этом в основном объеме ванны перемешивания нет.

Сравнение традиционного индуктора и LDMS на основе масштабной 1:10 физической модели и электродинамического подобия к реальным установкам

Видео: Эффективное перемешивание Галлия с помощью LDMS при нижнем положении расплава.

На видео хорошо видны интенсивные потоки создаваемые индуктором в толщине 6 мм, несмотря на зеркальную поверхность расплава и крайнее нижнее его положение

Видео: Эффективное перемешивание Галлия с помощью LDMS при положении индуктора с короткой стороны печи

На видео хорошо видны интенсивные потоки создаваемые индуктором в толщине 6 мм, несмотря на неоптимальное положение индуктора относительно печи. Такими образом, индуктор LDMS можно устанавливать в любом месте и он не требует длинного участка печи для формирования потока, т.к. поток направлен преимущественно к центру.

Видео: Традиционный индуктор с трехфазной обмоткой вокруг сердечника (модель 1:3 к индуктору TYPE 300 EF) который намного превосходит размер ванны (печи) На видео хорошо виден слабый эффект перемешивания вблизи стенки ванны, несмотря на то, что индуктор в пересчете на реальный масштаб был бы больше печи. Колебания расплава вызваны больше колебаниями катушек и стола на котором стоит индуктор. Таким образом, очевидно что использование традиционных индукторов бесполезно для перемешивания расплава при низкой глубине и боковой установке индукторов.

Преимущества LDMS:

  • Снижение угара металла на 30%
  • Снижение затрат на энергопотребление на 15%
  • Увеличение производительности печи на 25%
  • Эффективное выравнивание температуры и химического состава по всему объему расплава
  • Применение воздушного охлаждения
  • Низкие операционные и капитальные затраты
  • Низкие затраты на техническое обслуживание
  • Длительный срок службы оборудования
  • Увеличенный гарантийный срок

Экономические выгод
Расчеты приведены на основе анализа 30 тонной стационарной плавильной печи с газовой горелкой. Применение технологии LDMS позволяет достигнуть следующих экономических выгод:

 Экономический эффектИтого USD/год
1 Снижение угара металла $390 000
2 Снижение затрат на энергоноситель $71 470
3 Прибыль от увеличения производительности $339 000
Кумулятивный экономический эффект в год $774 970

Файлы

Презентация LDMS

work Image