Розглянуто алгоритм розрахунку тривимірного електромагнітного поля за допомогою методу інтегральних рівнянь для установки ківш-піч.

Розроблено інтегральну модель тривимірного електромагнітного поля для металургійних агрегатів ковш - піч типу АСЕА-СКФ, оснащених прямолінійними індукційними перемішувачами (ІП). Модель дозволяє дослідити тривимірний розподіл вихрових струмів і електродинамічних зусиль у рідкому металі при електромагнітному перемішуванні на агрегатах ковш - піч будь-яких мас сталі для різних значень струмів і частот джерела живлення обмоток статора ІП.

Розроблено математичні моделі для розрахунку магнітного поля статора індукційного перемішувача та тривимірного електромагнітного поля у рідкій сталі установки ковш - піч. Проаналізовано вплив електричних параметрів статора на розподіл наведених струмів у розплавленому металі при позапічній обробці сталі.

Методом інтегральних рівнянь проведено розрахунок тривимірного електромагнітного поля в установці ковш-піч типу АСЕА - СКФ. Інтегральна модель дозволяє визначити розподіл вихрових струмів та електродинамічних зусиль при індукційному перемішуванні рідкої сталі.

Приведены основные выражения интегрального метода расчета трехмерного распределения вихревых токов в немагнитном приводящем кожухе ковша и обшивке статора индукционного перемешивателя в приближении низких частот.

Рассмотрены технологические режимы внепечной обработки жидкой стали в установке ковш-печь с электродуговым нагревом и индукционным перемешиванием. Представлены электромагнитные параметры индукционного перемешивателя, позволяющие осуществлять требуемый технологический процесс.

Методом інтегральних рівнянь проведено розрахунок тривимірних електромагнітного і температурного полів в установці ківш-піч. Запропоновано модель, яка дозволяє ефективно враховувати сильні магнитні поля розсіювання, складну конфігурацію обмотки лінійного індукційного перемішувача. Доведено, що теплоперенос в об'ємі сталі описується рівнянням теплопровідності з ефективним коефіцієнтом теплопровідності. Останній враховує як молекулярний теплообмін, так і теплообмін вимушеної конвекції, створеної індукційним перемішувачем.

Викладено результати обчислювальних експериментів тривимірного розподілу електродинамічних зусиль в установці ківш-піч з індукційним перемішуванням рідкої сталі. Наведено результати розрахунку тривимірного теплового поля в рідкий сталі під час її електродугового підігріву з урахуванням вимушеної конвекції, ініційованої індукційним перемішувачем.

Рассмотрен процесс комплексной обработки жидкой стали в установке ковш-печь. Приведены электромагнитные параметры системы электродугового нагрева и индукционного перемешивателя установки. Получены данные об измерении температуры жидкой стали в течение технологического процесса.

Проанализированы результаты компьютерного моделирования электродинамических усилий в установке ковш-печь с электродуговым нагревом и индукционным перемешиванием жидкой стали. Исследовано распределение аксиальных электродинамических усилий в жидкой стали в цилиндрической системе координат.

Розроблено модель двовимірного розподілу вихрових струмів та електродинамічних зусиль в системі кристалізатор із заготівкою квадратного перерізу - двообмотковий індукційний перемішувач. Моделювання виконано в два етапи: на першому - розв'язано інтегро-диференціальну систему рівнянь відносно визначаючих магнітне поле вихрових струмів у перерізі масивних провідників і струмів намагніченості на межах перерізу магнітопроводу, на другому - за одержаним розподілом струму обчислюються магнітне поле й електродинамічні зусилля в рідкій сталі.

Рассмотрены результаты математического моделирования электродинамических усилий в установке ковш-печь с электродуговым нагревом и индукционным перемешиванием. Выполнен сравнительный анализ распределения электродинамических усилий в жидкой стали, рассчитанных с помощью интегральной модели и представленных в литературе.

Досліджено теплові режими роботи установки ковш-піч. Наведено результати моделювання тривимірного розподілу температури в рідкій сталі.

Запропоновано блоковий алгоритм комп'ютерної реалізації моделі розподілу синусоїдальних вихрових струмів у перетині масивних провідників системи кристалізатор - двообмотковий індукційний перемішувач. За програмою, яку складено за описаним алгоритмом, розраховано розподіл вихрових струмів та електродинамічних зусиль у перетині круглої та квадратної заготовок декількох розмірів за різних частот струмів і різного числа витків у обмотках.

Исследовано влияние интенсивности электромагнитного перемешивания в кристаллизаторе сортовой МНЛЗ на структуру непрерывнолитой круглой заготовки из стали марки ST10. Установлено, что с увеличением интенсивности перемешивания увеличивается зона равноосных кристаллов, а также уменьшается пористость осевой зоны заготовки.

Разработана интегро-дифференциальная модель для описания диффузионных процессов в жидких металлах при наложении внешних воздействий. Предложено использовать построенную математическую модель для расчета диффузионных процессов в железоуглеродистых расплавах при воздействии бегущего магнитного поля.

Разработана интегро-дифференциальная модель распределения вихревых токов и электродинамических усилий (ЭДУ) в системе кристаллизатор машины непрерывной разливки стали - двухобмоточный индукционный перемешиватель (ИП). Моделирование осуществлено в два этапа: на первом - решена интегро-дифференциальная система уравнений относительно определяющих магнитное поле вихревых токов в сечениях массивных проводников и токов намагниченности на границах сечения магнитопровода, на втором - по полученному распределению тока вычисляются магнитное поле и ЭДУ в жидкой стали. Построенная модель реализована в виде программы для ПЭВМ и допускает варьирование числом обмоток ИП, величиной и частотой питающих токов, конструктивными характеристиками системы. Разработаны модификации данной модели для сечения магнитопровода в виде гладкого кольца, кольца с пазами и с явно выраженными полюсами. Многочисленные расчеты позволили выявить влияние наружного корпуса, обечайки и гильзы на распределение вихревых токов и ЭДУ в заготовке. Исследован характер распределения ЭДУ в кристаллизаторе машин непрерывного литья заготовок, оснащенного двухобмоточным ИП. Установлено, что предложенный способ создания вращательного движения металла в кристаллизаторе обеспечивает эффективное управление азимутальным движением жидкого металла в центральной и в периферийной зонах непрерывнолитой заготовки.

На основании связанной двумерной интегральной модели выполнено математическое моделирование распределения поля скоростей в поперечном сечении кристаллизатора МНЛЗ, оснащенного двухобмоточным индукционным перемешивателем (ИП). Расчет скорости движения жидкой стали проведен при встречном направлении движения бегущих магнитных полей ИП, в зависимости от размера заготовки, толщины стенки кристаллизатора, линейных плотностей токов и частоты тока в обмотках ИП.

ЗАО "Донецкий электрометаллургический завод" производит непрерывнолитую трубную заготовку из углеродистых, конструкционных, высоколегированных и нержавеющих марок стали для машиностроительных и подшипниковых заводов, трубной и нефтегазовой промышленности, атомной энергетики. Электросталеплавильный цех поставляет круглые заготовки диаметром 120, 130, 150, 160, 180 мм. Представлены технические характеристики основных конструктивных элементов шестиручьевой сортовой машины непрерывного литья заготовок. Рассмотрены особенности технологии непрерывной разливки круглой заготовки закрытой струей.

Рассмотрены процессы теплообмена и формирования внутренней структуры непрерывнолитых круглых заготовок при электромагнитном перемешивании жидкой стали в кристаллизаторе МНЛЗ. Увеличение интенсивности перемешивания обеспечивает повышение механических свойств заготовок низкоуглеродистых сталей.