О возможности перемешивания жидкого металла внешним переменным круговым магнитным полем

Abstract

Проведено физическое обоснование гипотезы о том, что для интенсификации перемешивания расплава металла в плавильной ванне и конвертере можно применить внешнее, переменное, вращающееся по кругу магнитное поле. Численное решение кинетических уравнений для случайных столкновений с использованием длины свободного пробега и эффективного сечения атома показывает, что концентрация примесей может уменьшиться до требуемого уровня от минут до нескольких секунд. Это доказывает необходимость улучшения перемешивания расплава с использованием магнитного поля для повышения к.п.д. технологического цикла. Принято, что свободные атомы углерода C и кислорода O в жидком металле не теряют кинетическую энергию в результате потенциальных взаимодействий с атомами Fe. Поэтому данная модель работает приблизительно. Показана процедура точного интегрирования для перемещения броуновской частицы в трехмерном случае.

Physical justification of a hypothesis that liquid metal in a melting bath and in a converter can be mixed with external rotational magnetic field is carried out. Numerical solution of the kinetic equations for casual collisions with use of free path length and of effective sections of atoms shows that concentration of impurities can decrease to a desired level in time interval ranging from units of minutes to several seconds. This proves the need forbetter mixing of molten metal with use of magnetic field for increased efficiency of production cycle. It is assumed that free atoms of carbon C and oxygen O in liquid metal don’t lose kinetic energy as a result of potential interactions with atoms of Fe. Therefore this model works approximately. Procedure for exact integration of equation of motion for a Brown particle in three-dimensional case is shown.