Наведено результати експериментального дослідження впливу частоти змінного струму на електромагнітні параметри та гідравлічний напір магнітодинамічної установки (МДУ). Отримані результати доповнюють інформаційну базу для обгрунтованого вибору типу перетворювача та алгоритму його роботи, а також дозволяють враховувати особливості зміни параметрів МДУ під час регулювання частоти струму для підвищення ефективності використання частотного керування у процесі проектування нових МДУ та систем їх електроживлення.

Приведен метод определения интенсивности контактного теплообмена жидкого металла с литейной формой. Экспериментально найденное значение количества тепла, переданного форме, подставляется в интегральное уравнение, содержащее коэффициент теплообмена. Решение уравнения производится на персональном компьютере с использованием математической программы Mathcad 8 PRO. Представлены результаты вычислений, показывающие влияние типичных для литейных технологий факторов на величину коэффициента теплообмена.

Представлена конструктивно-функциональная схема весового магнитодинамического дозатора металлических расплавов, отмечены особенности силоизмерительного механизма весов, позволяющих осуществить процесс дозирования по методу с отсоединением массы. Приведены некоторые результаты экспериментальных исследований и холодных испытаний опытного образца дозатора в лабораторных условиях.

Приведены результаты исследования возможности интенсификации процесса массопереноса в магнитодинамической установке на примере растворения в алюминиевом расплаве меди, стали и циркония. Ускорение процесса достигнуто за счёт амплитудной модуляции электромагнитной силы. В этом случае в алюминиевом расплаве создавали устойчивые колебания в заданном диапазоне частот 3 - 10 Гц. Показано, что осцилляция скорости способствует не только уменьшению толщины диффузионных пограничных слоев, но и оказывает силовое воздействие на границы кристаллитов в растворяющихся твердых добавках, ускоряя их эрозию. Установлено, что по сравнению со стандартным режимом работы магнитодинамической установки скорость растворения возросла более чем в три раза.

Для аналізу перехідних і несиметричних режимів роботи технологічної установки магнітодинамічного типу запропоновано використовувати програму розрахунку електронних схем PSpice. Проаналізовано різні режими роботи установки МДН-6А, а саме, коли напруги живлення двох індукторів мають різну частоту.

Обоснована целесообразность и исследована возможность получения отливок путем фонтанирования расплава в форму под злектромагнитным давлением. С использованием моделирующего устройства и магнитодинамической установки МДН-6А отработаны рациональные технологические режимы литья фонтанированием, позволяющие при отсутствии в исходном состоянии контакта формы с расплавом осуществлять спокойное беспузырьковое заполнение полости формы снизу, а в процессе затвердевания отливки обеспечивать ее качественное питание, практически не расходуя металла на литниковый остаток. Полученные результаты являются основой разработки промышленных вариантов технологии получения этим методом отливок из сплавов, для которых освоены магнитодинамические насосы (алюминиевые, магниевые, цинковые, медные, железоуглеродистые). Принцип литья фонтанированием удачно вписывается в роторно-конвейерные технологии.

Описана усовершенствованная методика исследования колебаний давления в жидком металле, испытанная в диапазоне частот 0 - 140 Гц, которые передаются по акустическому волноводу от жидкого металла к преобразователю давления, а от него к самопишущему прибору. Проведен математический анализ процесса передачи колебаний от жидкого металла к чувствительному элементу. На основе проведенного анализа оптимизируются геометрические параметры волновода и обеспечивается возможность адекватной обработки зарегистрированных сигналов. Предложено решение по компенсации давления внутри волновода, которое определяется глубиной его погружения в жидкий металл. Одновременно отфильтровываются частоты 0 - 0,5 Гц с целью обеспечения возможности регистрации колебаний в диапазоне частот 40 - 140 Гц. Методика применяется для исследования колебаний в металлопроводе и каналах магнитодинамической установки МДН-6А для алюминиевых сплавов.

Проанализированы преимущества литья намораживанием с использованием электромагнитного давления. Предложена оптимальная схема узла кристаллизатор - металлопровод. Исследованы закономерности намораживания втулок из алюминиевых сплавов с применением МГД оборудования. Определены технологические параметры процесса, обеспечивающие получение качественных отливок с максимальным выходом годного.

На деформируемом сплаве АД31, полученном плавкой металлолома, исследовано эффективность применения современных средств рафинирования и модифицирования в магнитодинамической установке. Фильтрование жидкого металла осуществлено многократной циркуляцией по замкнутому контуру через пенокерамический фильтр. Экспериментально показано существенное повышение механических свойств металла, что свидетельствует о перспективности применения электромагнитного насоса для рафинирования вторичных сплавов.

Представлены результаты впервые проведенных исследований по стабилизации заданного уровня жидкого металла в металлопроводе магнитодинамической установки с помощью модуляции тока, протекающего в индукционном канале установки. Показано, что при частоте модуляции в диапазоне 5 - 15 Гц амплитуда самопроизвольных колебаний уровня снижается в 4,5 раза.

Проведен сравнительный анализ процессов литья алюминиевых сплавов под низким газовым и электромагнитным давлением. Приведено доказательство того, что электромагнитная заливка по схеме литья под низким регулируемым давлением, обеспечивает большую точность выполнения заданных режимов течения металла в форме, чем пневматическая. Промышленный опыт показал, что наиболее перспективным направлением применения электромагнитных насосов в литье под регулируемым давлением является РАСЛИТ-ЛЭМД процесс.

Приведена структурно-функциональная схема весового МДН-дозатора металлических расплавов с микропроцессорным блоком измерения массы и управления процессом дозирования. Даны результаты экспериментальных исследований опытного образца дозатора на моделирующей жидкости и алюминиевом расплаве. Уточнены конструктивные параметры силоизмерительного механизма дозатора и алгоритма управления. Определена погрешность дозирования расплава и показаны пути ее снижения. Полученные данные использованы при разработке опытно-промышленного образца дозатора.

Розглянуто сучасний стан досліджень в галузі електромагнітних та імпульсних дій на рідкі металеві сплави і технічні можливості комплексної магнітодинамічної та електрогідроімпульсної обробки розплаву. На експериментальному стенді показана можливість суттєвого посилення ефективності комплексної обробки алюмінієвих сплавів.

Рассмотрены современные технологии для переплава алюминиевых отходов. Проанализированы тепловые режимы работы таких систем, отмечены недостатки применяемого оборудования. Предложено производить переплав тонкостенных алюминиевых отходов в циркуляционном контуре, имеющем в своем составе магнитодинамический насос. Изготовлен экспериментальный контур, произведен тепловой расчет процесса переплава в нем токостенной алюминиевой шихты, проведен натурный эксперимент, определены рациональные тепловые и гидродинамические параметры процесса.

Описана магнитодинамическая установка с новым техническим решением. Узел поворота насоса вокруг горизонтальной оси позволяет исключить привод и средства управления. Он обеспечивает автоматическое поддержание заданного уровня расплава у сливного желоба установки в процессе дозированной заливки литейных форм.

На основании анализа действия теплофизического, магнитогидродинамического, акустического и энергетического факторов при электромагнитной и электрогидроимпульсной обработках жидкого многокомпонентного алюминиевого сплава в магнитодинамической установке предложен механизм комплексного влияния указанных физических факторов на структурообразование литого металла.

Приведены результаты исследования эффективного комбинированного теплосилового воздействия на алюминиевый расплав в каналах магнитодинамической установки, обусловленного "пинч-эффектом" и разрежением, созданным в локальной зоне канала. Показано, что при этом интенсифицируется процесс дегазации металла и обеспечивается измельчение макро- и микроструктуры алюминиевого сплава.

С применением методов физического и математического моделирования оценена технологическая эффективность режимов комплексной магнитодинамической и электрогидроимпульсной обработки алюминиевых сплавов. Разработаны рекомендации по совершенствованию таких процессов.

Экспериментальные данные лабораторных исследований показали, что комплексное применение модифицирования азотом при нитридном упрочнении, также внешнего физического воздействия на расплав и затвердевающий металл (электромагнитное перемешивание, вибрация горизонтально-кругового и вертикального действия), обеспечивает значительно больший эффект по диспергированию дендритной структуры и снижению химической и физической неоднородности стали, чем при их раздельном применении.

Экспериментальные данные лабораторных исследований показали, что комплексное применение модифицирования азотом при нитридном упрочнении и внешнее физическое воздействие на расплав и затвердевающий металл (электромагнитное перемешивание, вибрация горизонтально-кругового и вертикального действия) обеспечивают значительно больший эффект по диспергированию дендритной структуры и снижению химической и физической неоднородности стали, чем при их раздельном применении.