Найден метод точно управлять параметрами плавки металлов «на лету»

Специалисты Новосибирского государственного технического университета создали математическую модель и алгоритм, позволяющие точнее рассчитывать процессы, происходящие при бесконтактной плавке металлов. Разработка предназначена для управления температурой, электромагнитным воздействием и движением расплава. В перспективе ее применение может повысить качество алюминиевых изделий, сообщает SamaraOnline24 со ссылкой на ТАСС.

Исследователи рассчитывают, что предложенный подход поможет получать более чистые и однородные сплавы, а также сократить потери материала при производстве.

Как работает бесконтактная плавка металлов

Левитационная плавка отличается от традиционных способов обработки металла отсутствием непосредственного контакта расплава со стенками емкости.

Металлическую заготовку удерживает электромагнитное поле, которое одновременно обеспечивает ее нагрев.

Такая технология позволяет уменьшить вероятность попадания посторонних примесей в расплав. Однако для получения качественного материала необходимо точно контролировать условия плавки.

На результат влияют распределение температуры, движение жидкого металла и силы, возникающие под воздействием электромагнитного поля.

Именно эти процессы решили изучить специалисты новосибирского университета.

Разработчики создали математическую модель плавки

В рамках исследования аспирант НГТУ разработал двумерную модель, описывающую поведение металла при левитационной плавке.

Помимо этого, ученые предложили алгоритм, объединяющий расчеты электромагнитных и теплогидродинамических процессов.

Благодаря совместному рассмотрению этих явлений можно определить, как нагревается металлическая заготовка, какие силы воздействуют на расплав и каким образом формируется его поверхность.

Для проведения вычислений специалисты также подготовили отдельную компьютерную программу.

По информации университета, на разработанное техническое решение получен патент.

Чем новая технология поможет промышленности

Главная задача исследования заключается в повышении точности управления плавкой.

Предложенные инструменты позволяют заранее рассчитывать характеристики расплава и подбирать параметры обработки металла.

Ученые рассчитывают, что это поможет уменьшить количество производственных дефектов и получать сплавы с более равномерной структурой.

Особое значение такие материалы имеют для авиационной промышленности, автомобилестроения и производства электронного оборудования.

В этих отраслях к качеству металлических изделий предъявляются высокие требования.

Разработка может сократить потери металла

В университете также отметили возможные экономические преимущества применения нового подхода.

Более точное управление процессом плавки способно уменьшить расход сырья и количество производственных отходов.

Кроме того, снижение контакта расплава с элементами оборудования может положительно сказаться на сроке их службы.

Предложенный алгоритм предназначен для расчета процессов, связанных с электромагнитным воздействием и перемешиванием жидкого металла.

Таким образом, разработка новосибирских исследователей открывает возможности для совершенствования технологий получения высококачественных алюминиевых сплавов.

При этом сведения о масштабном промышленном внедрении новой модели и количественных результатах ее применения пока не приводятся.