Исследование работы опытной установки для модифицирования структуры алюминиевого слитка на промышленной литейной машине и разработка эксплуатационной документации

Объект исследования - роторная литейная машина литейно-прокатного агрегата, предназначенного для изготовления алюминиевой катанки с установленным опытным образцом электромагнитного модификатора структуры алюминиевого слитка. Цель исследования - определение эффективности использования переменного электромагнитного поля для модифицирования структуры алюминиевого слитка на промышленной роторной литейной машине и разработка технологии электромагнитного модифицирования. Проведены холодные и горячие испытания опытной установки электромагнитного модификатора с 28 по 29 сентября 2016 г. на ЛА №3, ЛО №1 филиала ОАО «РУСАЛ Братск» в г. Шелехове. В результате выполнения работ установка показала возможность длительной эксплуатации на токе 60 А при существующей системе воздушного охлаждения индуктора. В индукторе был установлен стабильный тепловой режим с максимальной температурой обмотки 94°С. В процессе работы агрегата на номинальной скорости литья были отобраны шесть образцов литой заготовки и шесть образцов катанки, полученные при разных режимах работы опытной установки. В результате выполнения металловедческих исследований образцов установлено влияние электромагнитного воздействия на модифицирование непрерывно-литых заготовок из алюминиевого сплава А5Е. Параметры электромагнитного воздействия, при которых имеет место наибольшая степень модифицирования литых заготовок, следующие: I = 42 А, f = 40 Гц. Основные конструктивные параметры индуктора электромагнитного модификатора: внутренний диаметр индуктора 1570 мм; развертка индуктора относительно оси вращения кристаллизатора 45°; габаритные размеры (длина/ширина/высота) 714/394/211 мм; масса индуктора без крепежных элементов 85 кг; толщина магнитопровода 90 мм; ширина паза магнитопровода 23 мм; ширина зубца магнитопровода 18 мм; глубина паза магнитопровода 55 мм; высота ярма магнитопровода 25 мм; тип обмотки - катушечная через ярмо; число катушек 14 шт.; тип катушки - двухслойная; число витков в катушке 58 шт.; число катушек на фазу (L1/L2/L3) 6/4/4; схема соединения катушек обмотки индуктора - звездой без нулевого провода; класс нагревостойкости изоляции Н (до 180°С). Разработаны технология модифицирования структуры алюминиевого слитка электромагнитным полем на промышленной роторной литейной машине и эксплуатационная документация, включающая паспорт, руководство по эксплуатации, инструкцию по монтажу, программу и методику испытаний, обоснование безопасности. Разработана документация на систему управления технологическим процессом электромагнитного модифицирования. Результаты выполнения НИОКР подтвердили возможность измельчения кристаллического строения непрерывнолитой заготовки, отливаемой в роторной литейной машине путем воздействия электромагнитным полем. Рекомендовано использовать данную технологию и устройство на роторных литейных машинах, входящих в состав литейных прокатных агрегатов для производства алюминиевой катанки. Сделан прогноз, что использование данной технологии в промышленности позволит повысить технологичность переработки катанки в проволоку путём волочения, а также обеспечит снижение объема брака продукции по структурным дефектам. Дальнейшая работа по проекту направлена на продвижение данной технологии в ОАО «ОК РУСАЛ» с целью заключения коммерческих контрактов на модернизацию существующих роторных литейных машин электромагнитными модификаторами.В результате выполнения работ 20.09.2016 г. получен патент РФ на полезную модель №164863 «Устройство для улучшения структуры слитка в процессе кристаллизации в роторной литейной машине».НИОКР в рамках договора №1245ГС2/21620 от 12.05.2016 г. выполнен в полном объеме согласно техническому заданию и календарному плану.