The Influence a Crucible Arrangement on the Electrical Efficiency of the Cold Crucible Induction Furnace

• Autorzy: Smalcerz A. , Oleksiak B. , Siwiec G.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0295

Warianty tytułu

PL

Wpływ konstrukcji tygla na sprawność elektryczną pieca z zimnym tyglem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A big interest in application of cold crucible furnace (CCF) for industrial, particularly metallurgical, processes has been observed in recent years. They are mainly utilised for melting of metal, glass and other materials. Analyses of processes that occur in such devices are performed; however, computer modelling is rarely applied. As a precise determination of the electromagnetic field distribution is essential for a proper analysis of processes in furnaces with cold crucibles, a complex 3D model development is necessary. In the paper, effects of a crucible design and current frequency on the efficiency of the induction furnace with cold crucible are presented. Numerical calculations were performed with the use of the Flux 3D professional software.

PL

W ostatnich latach piece z zimnym tyglem znajdują coraz szersze zastosowania w procesach przemysłowych szczególnie metalurgicznych. Wykorzystuje je się przede wszystkim do mieszania metali, szkła i innych materiałów. Wykonywane są analizy zjawisk zachodzących w tego typu urządzeniach, lecz tylko w nielicznych przypadkach wykorzystuję się modelowanie komputerowe. Wyznaczenie rozkładu pola elektromagnetycznego z należytą dokładnością to warunek niezbędny do właściwej analizy zjawisk zachodzących w piecach z zimnym tyglem i dlatego wymaga zbudowania skomplikowanego modelu 3D. W artykule przedstawiono wpływ konstrukcji tygla i częstotliwości prądu zasilającego na wydajność pieca z zimnym tyglem. Obliczenia numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem profesjonalnego programu komputerowego Flux 3D.

Słowa kluczowe

EN

induction heating; cold crucible furnace; simulation; electromagnetic field

PL

ogrzewanie indukcyjne; piec z zimnym tyglem; symulacja; pole elektromagnetyczne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1711--1715
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smalcerz A.

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Science and Metallurgy, Department of Computer Science, 40-019 Katowice, 8 Krasińskiego Str., Poland

autor

Oleksiak B.

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Science and Metallurgy, Institut of Metals Technolgy, 40-019 Katowice, 8 Krasińskiego Str., Poland

autor

Siwiec G.

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Science and Metallurgy, Institut of Metals Technolgy, 40-019 Katowice, 8 Krasińskiego Str., Poland

Bibliografia

• [1] A. Fornalczyk, S. Golak, R. Przyłucki, Arch Civ Mech Eng 15, 171-178 (2015).
• [2] A. Szkliniarz, W. Szkliniarz, Sol St Phen 176, 139-148 (2011).
• [3] M. Koziol, A. Bogdan-Wlodek, J. Myalski, J. Wieczorek, Pol J Chem Technol 13, 21-27 (2011).
• [4] J. Barglik, D. Dolega, A. Smagor, Magnetohydrodynamics 46, 387-392 (2010).
• [5] W. Szkliniarz, A. Szkliniarz, Sol St Phen 197, 113-118 (2013).
• [6] S. Golak, R. Przylucki, J. Barglik, Arch Metall Mater 59, 287-292 (2014).
• [7] R. Michalik, A. Tomaszewska, H. Woznica, Defect Diffus Forum 326-328, 547-554 (2012).
• [8] A. Fornalczyk, S. Golak, M. Saternus, Math Probl Eng ID 461085 (2013).
• [9] M. Koziol, J. Wieczorek, A. Bogdan-Wlodek, J. Myalski, J Compos Mater 47, 2309-2319 (2013).
• [10] J. S. Becker, H. J. Dietze, Int J Mass Spectrom 228, 127-150 (2003).
• [11] G. Siwiec, B. Oleksiak, A. Smalcerz, Arch Metall Mater 58, 193-195 (2013).
• [12] H. Jacobi, Stahl Eisen 114, 45-56 (1994).
• [13] D. Gombert, J. Richardson, A. Aloy, D. Day, Waste Management 02, 24-28 Tucson (2002).
• [14] T. Wegrzyn, J. Piwnik, R. Wieszala, D. Hadrys, Arch Metall Mater 57, 679-685 (2012).
• [15] J. Barglik, I. Dolezel, P. Karban, B. Ulrych, Compel 24, 251-260 (2005).
• [16] T. Wegrzyn, J. Piwnik, Arch Metall Mater 57, 539-543 (2012).
• [17] F. Bickford, C. C. Herman, D. K. Peeler, D. Gombert, J. Richardson, R. Goles, J. D. Vienna, A. Aloy, S. Stefanovsky, WSRC, South Carolina 2003.
• [18] A. Smalcerz, R. Przylucki, Int J Thermophys 34, 667-679 (2013).
• [19] A. Glowacz, Arch. Acoust. 39, 189-194 (2014).
• [20] A. Umbrasko, E. Baake, B. Nacke, A. Jakovics, HES-07, 277-292 Padova (2007).
• [21] E. Westphal, A. Muiznieks, A. Muhlbauer, IEEE T Magn 32, 1601-1604 (1996).
• [22] I. V. Shurygina, Y. A. Polonskii, I. F. Masover, B. P. Aleksandrov, V.I Dobrovolskaya, V.M. Byndin, Refractories-USSR 22, 622-627 (1981).
• [23] K. Kainuma, T. Take, M. Fujita, S. Hayashi, Stud Appl Electromag 13, 753-756 (1998).
• [24] A. Morita, H. Fukui, H. Tadano, S. Hayashi, J. Hasegawa, M. Niinomi, Mat Sci Eng A-Struct 280, 208-2013 (2000).
• [25] K. Pericleous, V. Bojarevics, R.A. Harding, M. Wickins, The third International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries, 599-606 (2003).
• [26] A. Umbrasko, E. Baake, B. Nacke, Korus 2005, Proceedings, 372-376 (2005).
• [27] I. V. Pozniak, A. Y. Pechenkov, A. N. Schatunov, Compel 27, 359-368 (2008).
• [28] E. Baake, B. Nacke, F. Bernier, M. Vogt, A. Muhlbauer, Compel 22, 88-97 (2003).
• [29] M. Niklewicz, A. Smalcerz, A. Kurek, Prz. Elektrotechniczny 84, 219-224 (2008).
• [30] J. Barglik, A. Smalcerz R. Przylucki, J Comput Appl Math 270, 231-240 (2014).
• [31] A. Smalcerz, R. Przylucki, Metalurgija 52, 223-226 (2013).
• [32] A. Candeo, C. Ducassy, P. Bocher, F. Dughiero, IEEE T Magn 47, 918-921 (2011).
• [33] A. Smalcerz, Arch Metall Mater 58, 203-209 (2013).
• [34] K. Kurek, D. M. Dolega, Int J Mater Prod Tec 29, 84-102 (207).
• [35] M. Niklewicz, A. Smalcerz, Prz. Elektrotechniczny 86, 333-335 (2010).