Управление процессом кристаллизации цветных металлов посредством изменения фаз токов питания линейного индукционного перемешивателя

Экспериментально изучен процесс кристаллизации галлиевого сплава в прямоугольной плоской кювете, расположенной вертикально, при внешнем электромагнитном воздействии. Показана возможность эффективного управления скоростью движения и формой фронта кристаллизации посредством изменения параметров питания электромагнитного перемешивателя. Путем перебора амплитуды электромагнитных сил выбран режим, характеризующийся интенсивным перемешивающим течением и существенной неоднородностью фронта кристаллизации. Для данного режима показано, что изменение фазных углов токов питания линейной индукционной машины позволяет принципиально изменять топологию гидродинамических потоков расплава при постоянной величине питания перемешивателя. Это, в свою очередь, приводит к изменению характеристик тепломассообмена и, следовательно, условий в области межфазной границы, что позволяет опосредованно управлять однородностью фронта кристаллизации и, в меньшей степени, скоростью фазового перехода. Исследованы вклад конвекции в формирование течения и ее влияние на процесс кристаллизации. В частности, показано, что тепловая конвекция может привести к образованию дополнительных вихревых структур вблизи теплообменников, что препятствует кристаллизации металла.