The article describes the trend towards increased use of induction crucible furnaces for cast iron smelting. The use of gas cupola’s duplex process – induction crucible furnace – has been proved the effective direction of scientific and technical advance in the foundry industry. Gas cupolas and induction furnaces are used for cast iron smelting at the Penza Compressor Plant where in the 1960s the author developed and introduced gas cupolas for the first time in the world. In the article, the author represents the findings of the investigation on thermodynamics of crucible reduction of silicon, which is pivotal when choosing the technological mode for cast iron smelting in induction furnaces. The author proposes a new reaction crucible diagram with due account of both partial pressure and activity of the components involved into the process. For the first time ever, the electrochemical mechanism of a crucible reaction has been studied and the correctness of the proposed diagram has been confirmed.
In this paper, the velocity field and turbulence effects that occur inside a crucible of a typical induction furnace were investigated. In the first part of this work, a free surface shape of the liquid metal was measured in a ceramic crucible. Then a numerical model of aluminium melting process was developed. It took into account coupling of electromagnetic and thermofluid fields that was performed using commercial codes. In the next step, the sensitivity analysis of turbulence modelling in the liquid domain was performed. The obtained numerical results were compared with the measurement data. The performed analysis can be treated as a preliminary approach for more complex mathematical modelling for the melting process optimisation in crucible induction furnaces of different types.
PL
W tej pracy przeprowadzono analizę pola prędkości i tworzących się wirów w tyglu typowego pieca indukcyjnego. W pierwszym etapie pracy zostały przeprowadzone pomiary kształtu powierzchni swobodnej ciekłego metalu na stanowisku z tyglem ceramicznym. Następnie został stworzony model numeryczny badanego tygla opisujący proces topienia aluminium. Model uwzględniał sprzężenie pola elektromagnetycznego oraz cieplnoprzepływowego, które przeprowadzono za pomocą komercyjnych programów. Następnie przeprowadzono analizę wrażliwości ze względu na sposób modelowania turbulencji w ciekłym metalu. Wyniki numeryczne zostały porównane z danymi z eksperymentu. Przeprowadzona analiza pozwoli na stworzenie dokładniejszych modeli numerycznych umożliwiających odtworzenie pola prędkości ciekłego metalu i optymalizację procesu topienia w piecach indukcyjnych.
Określono wpływ zawartości zanieczyszczeń w tyglach wykonanych z grafitu pirolitycznego na czystość otrzymywanego w nich magnezu. Tygle otrzymywano metodą CVD poddając pirolizie techniczny propan zmieszany z argonem. Procesy przeprowadzano w temperaturze ponad 2300 K i podciśnieniem około 10 hPa. Parametry pirolizy były identyczne jak parametry stosowane podczas otrzymywania kubków z grafitu pizolityczne-go, przeznaczonych do otrzymywania siatek sterujących lamp elektronowych dużej mocy. Kształt tygli wpływał na sposób ich wytwarzania. Zastosowano metodę pośredniego ogrzewania podłoża (metodą „gorącej ścianki''), na którym zachodziło osadzanie się atomów wągla. Podłoże było wykonane z czystego, prasowanego izostatycznie grafitu elektrodowego. Otrzymane tygle poddano badaniom zawartości niektórych pierwiastków. Zawartość siarki określano metodąjodkowo-azydkową, natomiast do określenia zawartości niektórych pierwiastków metalicznych zastosowano metodę spektroskopii emisyjnej oraz atomowej spektrometrii absorpcyjnej. Zawartość zanieczyszczeń w magnezie określano metodą spektrografii masowej. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że otrzymywany grafit pirolityczny charakteryzuje się bardzo wysoką czystością, a zawarte w nim zanieczyszczenia pochodzą generalnie od dyfuzji zanieczyszczeń z podłoża elektrografitowego i innych elementów konstrukcyjnych komory pieca wykonanych z grafitu elektrodowego. Zanieczyszczenia tygli mało istotnie wpływały na zawartość zanieczyszczeń w otrzymywanym magnezie, który spełniał warunki klasy czystości materiału 6N.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.