Институт механики сплошных сред разработал магнитные насосы для жидких металлов

Опубликовано 2011-08-11

 Источник фото: icmm.ru

Магнитогидромеханический перемешиватель для непрерывного литья цилиндрических слитков из алюминия и его сплавов, разработанный в Институте механики сплошных сред Уральского отделения АН

ИМСС создан в 1971 году. Он расположен в десяти километpах от центpа гоpода Пеpми в живописном сосновом бору на правом берегу реки Камы.

 Источник фото: icmm.ru

Основные научные направления:
— Математическое и физическое моделирование процессов деформирования, разрушения и аномального поведения твердых тел с учетом температурно-временных эффектов, химических и фазовых превращений в материалах, возникновения и развития дефектов
— Методы численного эксперимента в механике деформируемого тела и в механике жидкостей
— Проблемы гидродинамической устойчивости и турбулентности: вынужденные течения, конвекция; физико-химическая гидродинамика полимеров, суспензий и магнитных жидкостей.

Среди разработок института — насосы для перекачивания жидких металлов, температура плавления которых до 850С, производительностью до 4 тонн\час, высотой подъема до 12 метров. Насосы не имеют никаких вращающихся деталей, в их работе успешно используется принцип магнитной гидродинамики.

Магнитная гидродинамика (МГД) — наука о движении электропроводящих жидкостей и газов в присутствии магнитного поля; раздел физики, развившийся «на стыке» гидродинамики и классической электродинамики.

Магнитогидродинамический насос перекачивает металл при помощи специально создаваемых в жидком металле электромагнитных сил, поэтому не имеет подвижных частей, не вызывает перемешивания всего объема тигля и может перекачивать более чистый металл.

МГД-насос бегущего поля

 Источник фото: icmm.ru

Предназначен для перекачивания легкоплавких жидких металлов (таких как магний и его сплавы, натрий, калий и т.п.). Насос создает напор до 0.5 атмосферы и развивает максимальный расход до 7 тонн жидкого магния в час. Насос питается от трехфазной сети промышленной частоты. Канал насоса при работе с жидким магнием разрушается и нуждается в периодической замене, он дешев в изготовлении, а замена его осуществляется просто и быстро одним рабочим.

МГД — насос ПУШ-ПУЛ

 Источник фото: icmm.ru

Применение МГД насоса для подачи металла на конвейер разливки магниевых слитков позволяет перекачивать магний по трубам, тем самым снижая его окисление, и забирать металл более чистым из-под поверхности расплава. МГД насос не имеет движущихся частей, поэтому металл не загрязняется донными осадками. МГД насос позволяет удобно управлять процессом разлива слитков, максимально изолировать металл от внешней атмосферы и не допускать попадание в нее вредных газов, резко снижая риск профессиональных заболеваний.

Этот простой в обслуживании насос может использоваться для оперативных целей, когда насос приходится переносить из тигля в тигель. В отличие от насосов других конструкций, насос Пуш-Пул не нуждается в предварительном прогреве в соляном расплаве. Заборный патрубок этого насоса можно сразу опускать в жидкий магний.
В настоящее время насос используется на Соликамском магниевом заводе для разливки магния на литейном конвейере.

Погружной МГД-насос для перекачивания жидкого магния

 Источник фото: icmm.ru

 Источник фото: icmm.ru

Электровихревой МГД-насос погружного типа служит для перекачивания легкоплавких жидких металлов (магний и его сплавы, натрий, калий и т.п.). Насос создает напор до 2 атмосфер и развивает максимальный расход до 7 тонн жидкого магния в час.
МГД-насос не имеет электрических обмоток, создающих магнитное поле, а электрический ток к каналу подводится по металлопроводу.
Насос во время работы может быть полностью погружен в расплав жидкого металла и поэтому не требует специальных дополнительных операций для запуска. При работе с жидким магнием канал насоса, выполненный из нержавеющей стали, разрушается и с течением времени требует замены. Насосы проходили испытания на ОАО «АВИСМА» и Соликамском магниевом заводе.

Магнитогидромеханический перемешиватель для непрерывного литья цилиндрических слитков из алюминия и его сплавов.

 Источник фото: icmm.ru

В МГД-перемешивателе вертикальные и горизонтальные течения в объеме возбуждаются соответственно бегущим и вращающимся магнитными полями с возможностью их раздельного регулирования.
В отличие от традиционного непрерывное литье с МГД-перемешиванием:
— улучшает кристаллическую структуру;
— равномерно распределяет примеси и легирующие добавки;
— повышает качество поверхности слитка.

МГД-перемешиватель по своим характеристикам превосходит существующие аналоги:
— осуществляет перемешивание металла в горизонтальной и вертикальной плоскостях с возможностью раздельного регулирования интенсивности этих движений, что позволяет управлять формой фронта кристаллизации и размером кристаллической структуры;
— перемешиватель влагозащищен и выдерживает попадание на корпус жидкого алюминия в аварийной ситуации.

 Источник фото: icmm.ru

МГД-перемешиватели института были изготовлены для опытного производства Всероссийского алюминиево-магниевого института (ВАМИ, Санкт-Петербург, Россия), где они успешно работают с 1994 года; для Каменск-Уральского металлургического завода (КУМЗ, Россия); для Отдела магнитной гидродинамики Исследовательского центра (Россендорф, Германия); для фирмы Сидаут (Вальядолит, Испания).

Оборудование имеет патенты РФ, успешно испытаны промышленные образцы.

Источник https://sdelanounas.ru/blogs/6697/