Furukawa-Sky Review No.3 (April 2007)
技術論文
溶解炉における電磁攪拌シミュレーションの開発
Development of a Simulation Model for Electromagnetic Stirring in Melting Furnace
1,299KB）- 高橋 功一
Koichi Takahashi - 石川 宣仁
Nobuhito Ishikawa
アルミニウム溶湯製造時の溶解炉や保持炉などで，溶解速度や攪拌混合速度の向上を目的として幅広く実用化されている電磁攪拌装置を長期間使用し続けた場合に電磁攪拌効果が低下する現象があり，その低下要因の1 つとして，炉床耐火物の損耗によるアルミニウム浸透現象が考えられている。本研究では，電磁攪拌効果の低下を定量的に評価するため，溶解炉内の電磁場解析モデルおよびアルミニウム塊の溶解を考慮した熱流動解析モデルを構築した。電磁場解析により，炉床耐火物へのアルミニウム浸透に起因する炉内の発生磁場の減衰を立証し，さらに熱流動解析により，磁場減衰に伴うアルミニウム溶湯流動の低下によるアルミニウム塊の溶解遅れを定量的に示すことができた。
Electromagnetic stirrers (EMSs) are broadly used in aluminum melting and/or holding furnaces to enhance the melting rate of scrap aluminum and mixing speed of molten aluminum. In case an EMS is used for a long period of manufacturing, a decrease in the stirring effect is sometimes observed, and one of the reasons is believed to be a penetration phenomenon of molten metal into the furnace lining. In this paper, a simulation model for electromagnetic analysis of melting furnace and thermal fluid dynamic analysis of aluminum ingot melting was developed. Results of electromagnetic field analysis showed that refractory brick, when penetrated by the molten aluminum, shielded the alternating magnetic field. Thermal fluid dynamic analysis indicated quantitatively a time delay in aluminum melting due to a decrease in the electromagnetic stirring force caused by penetration of aluminum into the furnace lining.
技術論文 / Technology Articles
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