Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень
In the production of aluminum castings, the problem of removing non-metallic inclusions (NMIs) is very relevant. A modern efficient way of refining aluminum alloys is filtration through ceramic foam filters. However, their capabilities for retaining small NMIs are limited, since the dimensions of th...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/228 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471987635650560 |
|---|---|
| author | Фікссен, В.М. Смірнов, О.М. Горшков, А.О. Лакомська, Л.М. Васильев, Д.С. |
| author_facet | Фікссен, В.М. Смірнов, О.М. Горшков, А.О. Лакомська, Л.М. Васильев, Д.С. |
| author_sort | Фікссен, В.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-01-05T20:17:59Z |
| description | In the production of aluminum castings, the problem of removing non-metallic inclusions (NMIs) is very relevant. A modern efficient way of refining aluminum alloys is filtration through ceramic foam filters. However, their capabilities for retaining small NMIs are limited, since the dimensions of the smallest cells are much larger than the dimensions of the NMIs to be retained. The retention of such particles occurs due to their coagulation and adhesion inside the filter. To enhance the role of these two processes, additional effects on the melt passing through the filter are required. An analysis of current trends shows that at present the most promising application of electromagnetic factors is to create physical conditions in the filter cells, under which the role of coagulation and adhesion will significantly increase. The article describes the main electromagnetic phenomena, using which the task can be solved and specific ways can be outlined to create a technology for the separation of NMIs in aluminum alloys using electromagnetic factors. The basis of electromagnetic influences is the interaction of electric current with a magnetic field. Electric current can interact with both its own and external magnetic field. In both cases, the Lorentz force arises, which creates a pressure gradient in the liquid metal. The direction of the vector of this gradient can be chosen arbitrarily. In a particular case, it may coincide with the direction of the gravitational gradient or be opposite to it. A force opposite to the direction of the vector of the artificial pressure gradient will act on the NMIs located in the pores of the filter. As a result of this factor, it is possible to control the direction of movement of the NMIs. For example, if the pressure gradient vector is directed away from the pore walls, then the role of NMIs adhesion to the filter material will increase and favorable conditions will be created for their coagulation. As a result, an increase in the probability of retaining NMIs, which are much smaller than the pore sizes of the filter, is expected. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:16Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-228 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:16Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2282024-01-05T20:17:59Z Prerequisites for the use of electromagnetic forces in technologies for refining aluminum alloys from non-metallic inclusions Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень Фікссен, В.М. Смірнов, О.М. Горшков, А.О. Лакомська, Л.М. Васильев, Д.С. aluminum alloys non-metallic inclusions refining electromagnetic force pressure gradient ceramic foam filter filtration coagulation adhesion алюмінієві сплави неметалеві включення рафінування електромагнітна сила градієнт тиску пінокерамічний фільтр фільтрування коагуляція адгезія In the production of aluminum castings, the problem of removing non-metallic inclusions (NMIs) is very relevant. A modern efficient way of refining aluminum alloys is filtration through ceramic foam filters. However, their capabilities for retaining small NMIs are limited, since the dimensions of the smallest cells are much larger than the dimensions of the NMIs to be retained. The retention of such particles occurs due to their coagulation and adhesion inside the filter. To enhance the role of these two processes, additional effects on the melt passing through the filter are required. An analysis of current trends shows that at present the most promising application of electromagnetic factors is to create physical conditions in the filter cells, under which the role of coagulation and adhesion will significantly increase. The article describes the main electromagnetic phenomena, using which the task can be solved and specific ways can be outlined to create a technology for the separation of NMIs in aluminum alloys using electromagnetic factors. The basis of electromagnetic influences is the interaction of electric current with a magnetic field. Electric current can interact with both its own and external magnetic field. In both cases, the Lorentz force arises, which creates a pressure gradient in the liquid metal. The direction of the vector of this gradient can be chosen arbitrarily. In a particular case, it may coincide with the direction of the gravitational gradient or be opposite to it. A force opposite to the direction of the vector of the artificial pressure gradient will act on the NMIs located in the pores of the filter. As a result of this factor, it is possible to control the direction of movement of the NMIs. For example, if the pressure gradient vector is directed away from the pore walls, then the role of NMIs adhesion to the filter material will increase and favorable conditions will be created for their coagulation. As a result, an increase in the probability of retaining NMIs, which are much smaller than the pore sizes of the filter, is expected. У виробництві алюмінієвого лиття дуже актуальною є проблема видалення неметалевих включень (НВ). Сучасним ефективним способом рафінування алюмінієвих сплавів є фільтрування через пінокерамічні фільтри. Однак для затримання дрібних НВ їх можливості обмежені, оскільки розміри найменших комірок значно більші, ніж розміри НВ, які необхідно затримати. Затримання таких частинок відбувається внаслідок їхньої коагуляції та адгезії всередині фільтра. Для посилення ролі цих двох процесів необхідні додаткові впливи на розплав, що проходять через фільтр. Аналіз сучасних тенденцій показує, що в даний час найбільш перспективним є застосування електромагнітних факторів для створення в комірках фільтра фізичних умов, за яких істотно зросте роль коагуляції та адгезії. У статті описуються основні електромагнітні явища, при використанні яких поставлене завдання може бути вирішено та намічено конкретні шляхи створення технології сепарації НВ в алюмінієвих сплавах із застосуванням електромагнітних факторів. Основою електромагнітних впливів є взаємодія електричного струму з магнітним полем. Електричний струм може взаємодіяти як із власним, так і із зовнішнім магнітним полем. В обох випадках виникає сила Лоренца, що створює у рідкому металі градієнт тиску. Напрямок вектора цього градієнта можна вибрати довільно. В окремому випадку він може збігатися з напрямком гравітаційного градієнта або бути протилежним йому. На НВ, що знаходяться в порах фільтра, діятиме сила, протилежна напрямку вектора штучного градієнта тиску. Внаслідок дії цього фактора можна керувати напрямком руху НВ. Наприклад, якщо вектор градієнта тиску спрямований від стінок пор, то посилиться роль адгезії НВ до матеріалу фільтра, і створяться сприятливі умови для їхньої коагуляції. В результаті очікується підвищення ймовірності затримання НВ, розміри яких набагато менші, ніж розміри пор фільтра. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2024-01-05 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/228 10.15407/steelcast2023.01.050 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 31 No. 1 (2023): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 31 № 1 (2023): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 en https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/228/226 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | алюмінієві сплави неметалеві включення рафінування електромагнітна сила градієнт тиску пінокерамічний фільтр фільтрування коагуляція адгезія Фікссен, В.М. Смірнов, О.М. Горшков, А.О. Лакомська, Л.М. Васильев, Д.С. Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| title | Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| title_alt | Prerequisites for the use of electromagnetic forces in technologies for refining aluminum alloys from non-metallic inclusions |
| title_full | Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| title_fullStr | Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| title_full_unstemmed | Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| title_short | Передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| title_sort | передумови використання електромагнітних сил у технологіях рафінування алюмінієвих сплавів від неметалевих включень |
| topic | алюмінієві сплави неметалеві включення рафінування електромагнітна сила градієнт тиску пінокерамічний фільтр фільтрування коагуляція адгезія |
| topic_facet | aluminum alloys non-metallic inclusions refining electromagnetic force pressure gradient ceramic foam filter filtration coagulation adhesion алюмінієві сплави неметалеві включення рафінування електромагнітна сила градієнт тиску пінокерамічний фільтр фільтрування коагуляція адгезія |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/228 |
| work_keys_str_mv | AT fíkssenvm prerequisitesfortheuseofelectromagneticforcesintechnologiesforrefiningaluminumalloysfromnonmetallicinclusions AT smírnovom prerequisitesfortheuseofelectromagneticforcesintechnologiesforrefiningaluminumalloysfromnonmetallicinclusions AT gorškovao prerequisitesfortheuseofelectromagneticforcesintechnologiesforrefiningaluminumalloysfromnonmetallicinclusions AT lakomsʹkalm prerequisitesfortheuseofelectromagneticforcesintechnologiesforrefiningaluminumalloysfromnonmetallicinclusions AT vasilʹevds prerequisitesfortheuseofelectromagneticforcesintechnologiesforrefiningaluminumalloysfromnonmetallicinclusions AT fíkssenvm peredumovivikoristannâelektromagnítnihsilutehnologíâhrafínuvannâalûmíníêvihsplavívvídnemetalevihvklûčenʹ AT smírnovom peredumovivikoristannâelektromagnítnihsilutehnologíâhrafínuvannâalûmíníêvihsplavívvídnemetalevihvklûčenʹ AT gorškovao peredumovivikoristannâelektromagnítnihsilutehnologíâhrafínuvannâalûmíníêvihsplavívvídnemetalevihvklûčenʹ AT lakomsʹkalm peredumovivikoristannâelektromagnítnihsilutehnologíâhrafínuvannâalûmíníêvihsplavívvídnemetalevihvklûčenʹ AT vasilʹevds peredumovivikoristannâelektromagnítnihsilutehnologíâhrafínuvannâalûmíníêvihsplavívvídnemetalevihvklûčenʹ |