Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботиУстановка фільтрації розплаву алюмінію продуктивністю від 20 до 45 тонн на годину з комбінованим нагріванням

Зміст

Вступ

Об'єкт дослідження-установка фільтрації розплаву алюмінію продуктивністю від 20 до 45 тонн на годину з комбінованим нагріванням. В результаті математичного моделювання були визначені теплові поля в камері фільтрації, зокрема при конвективній теплопередачі в момент прогріву пінокерамічного фільтра і радіаційному нагріванні камери фільтрації з розплавом алюмінію. В економічній частині дисертації прорахована економічна оцінка виконаного проекту установки фільтрації розплаву алюмінію з комбінованим нагріванням.

1. Актуальність теми

Алюміній і його сплави (наприклад, алюмінієві ливарні сплави) застосовують у багатьох галузях промисловості. В першу чергу, алюміній і його сплави застосовуються в авіаційній та автомобільній галузях промисловості. Досить широко застосовують алюміній також і в інших галузях промисловості: в машинобудуванні, електротехнічній промисловості і приладобудуванні, промисловому і цивільному будівництві, хімічній промисловості і т. д.

Висока якість металу багато в чому визначається низькою концентрацією неметалевих включень. Одним з найбільш ефективних методів зниження кількості неметалевих включень є очищення розплаву пористими фільтрами.

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою магістерської дисертації є розробка компактного фільтр-боксу з пінокерамічним фільтром і комбінованим нагріванням, який використовується в складі плавильно-ливарного агрегату для механічного очищення розплаву алюмінію від неметалевих включень для підвищення якості алюмінієвого сплаву, ефективного як в режимі попереднього нагріву, так і в режимі лиття.

Зростаюче використання алюмінієвих сплавів для виготовлення складних виробів – таких, як деталі літаків, вимагає надзвичайно низької концентрації забруднень в рідкому металі. Найчастіше тверді включення являють собою оксидні кульки в сплавах і оксидні плівки. Розмір дисперсних включень становить кілька мікрон (мкм), а товщина оксидних плівок може досягати декількох міліметрів [2]. Тверді включення розміром близько декількох мікрон не дають можливості досягати високої якості обробки поверхні, а також виробляти деталі невеликої товщини для роботи в режимі високих швидкостей деформації. Отже, потрібні ефективні методи очищення розплавленого металу, що задовольняють сучасним стандартам якості, особливо у зв'язку із зростанням використання вторинного алюмінію.

Основні завдання дослідження:

  1. Вивчення можливих методів фільтрації розплаву алюмінію від неметалевих включень.
  2. Розробка математичної моделі теплового поля і поля швидкостей конвективного нагріву установки фільтрації розплаву алюмінію.
  3. Проектування установки фільтрації на безе пінокерамічного фільтра.

Методи дослідження. Математичне моделювання теплових полів і поля швидкостей конвективного нагріву установки фільтрації здійснюється із застосуванням методу кінцевих обсягів (МКО). Для реалізації моделей на основі вищевказаного методу застосовувалася комбінація CAE систем: ANSYS Mechanical ADPL і ANSYS CFX.

Наукова новизна: розробка математичної моделі розрахунку теплових полів і поля швидкостей фільтр-боксу на етапі попереднього прогріву камери фільтрації і ВКФ конвективними нагрівачами. Вперше отримано теплове поле в камері фільтрації при комбінованому нагріванні самої камери, і встановленого в ній ВКФ.

    Практична значимість роботи:
  1. Розроблено систему комбінованого нагріву (конвективного на етапі розігріву пінокерамічного фільтра з бетонним картриджем і радіаційного на етапі протоки розплаву).
  2. Підвищена безпека для обслуговуючого персоналу, більш ергономічна і зручна в експлуатації.
  3. Традиційна байпасна схема фільтрації змінюється на більш компактну прохідну, що істотно скорочує габарити установки.

Висновки

Виконано огляд технологій, що забезпечують досягнення рідкого стану заготовок з Ti і титанових сплавів для подальшого лиття, в результаті якого виявлені основні недоліки існуючих технологічних рішень, і наочно продемонстрована перспективність технології з використанням індукційного нагріву без застосування вакууму або захисної атмосфери.

Перелік посилань

  1. Ільїн, А. а. титанові сплави. Склад, структура, властивості. Довідник / А.А. Ільїн, Б. А. Колачов, І. С. Полькін. - М.: Вілс-МАТИ, 2009. - 520 с.
  2. Колачов, Б.А. Металознавство і термічна обробка кольорових металів і сплавів: Підручник для вузів / Б. А. Колачов, В. і. Єлагін, В. А. Ліванов. - 4-е изд.– перероб. і доп. - м.: МСІС, 2005. - 432 с.
  3. Гармата, В. А. Титан. / Петрунько А. М., Галицький Н. В., Олесов Ю. Г., Сандлер Р. А. / / М.: «Металургія», 1983. - 559 с.
  4. Єременко, В. Н.Титан і його сплави / В. Н. Єременко. - Київ: Вид-во АН УРСР, 1960. - 497 с.
  5. Андрєєв, А.Л. Плавка і лиття титанових сплавів / а.л. Андрєєв, Н. Ф. Аношкін. - М.: «Металургія", 1978. - 379 с.
  6. Шульга, А.В. Вакуумна індукційна плавка: Навчальний посібник / А. В. Шульга. - М.: НІЯУ МІФІ, 2010. - 64 с..