В Институт механики сплошных сред УрО РАН (Пермь) обратился крупнейший в России производитель цинка АО «Челябинский цинковый завод» с заказом на разработку и создание надёжных магнитогидродинамических (МГД) насосов для перекачивания расплавленного цинка.

Халилов Руслан Ильдусович — заместитель директора по связи с промышленностью ИМСС УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН), кандидат технических наук: «Опыт создания магнитогидродинамических устройств накоплением нашим институтом еще с 70-х годов прошлого века. Уникальность насоса состоит из отсутствия движущихся частей, что является «ахиллесовой пятой» существующих конструкций. В насосе, разработанном для АО «ЧЦЗ», движение металла осуществляется за счет действия электромагнитного поля, генерируемого ферромагнитными С-образными сердечниками, что создает усиленное вихревое течение в канале круглой формы. Эти насосы могут работать при больших температурах, будучи погружёнными в тигель с расплавленным металлом. При опускании в расплавленный металл насос работает и при включении тока сразу начинает перекачивать металл.

Важно, что для решения задач перекачивания расплавленного цинка необходимо создание конструкции погружного электромагнитного насоса, канал которого должен быть из материалов, устойчивых к расплавленному цинку».

Бошняк Михаил Васильевич — начальник отдела реконструкции и новой техники технического управления АО «Челябинский цинковый завод»: «Основная задача, совместно решаемая со специалистами ИМСС УрО РАН — создание новых видов отечественной наукоемкой продукции, способной, в полной мере, для обеспечения не только импортного оборудования, недоступное отечественной промышленности из-за введённых ограничений, но и улучшения технико-экономических показателей металлического цинка, за счёт производства ранее не задействованных механических процессов транспортировки жидких металлов.

Кроме того, в настоящее время графитовые цинковые насосы требуют постоянных затрат на обслуживание и ремонт из-за большого количества движущихся частей, находящихся в постоянном износе. Кондукционный цинковый насос, разработанный специалистами Пермского института, не предполагает наличие таких деталей, которые позволяют обеспечить требуемую непрерывность процесса производства цинка благодаря сокращению количества регламентных и аварийных остановок при текущем ремонте».

В результате выполненных работ лаборатория технологической гидродинамики ИМСС УрО РАН (филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН) разработала математическую модель процесса перекачки расплава металла, последовательное исследование поведения модели в программном комплексе. Проведённые расчёты позволяют выбрать оптимальную конфигурацию лабораторной модели насоса для низкотемпературного имитатора расплавленного цинка и подобрать предварительную конфигурацию насоса для цинка.

На первом этапе исследования лабораторной модели в качестве рабочих жидкостей использовался низкотемпературный имитатор расплавленного цинка, жидкого металла с температурной температурной плавления — галлиевая эвтектика.

Именно в результате воздействия, полученного на лабораторной модели в условиях низкой температуры, была подтверждена математическая модель. Проверив математическую модель, учёные предложили промышленный цинковый насос и на основе своих расчётов оценили стоимость его опытного образца. Сейчас изготавливается опытный образец насоса, который отвечает за состояние цинкового производства.

Источник: Пермский ФИЦ УрО РАН.