关于超大铸件的缩小管道的研究

大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下关于超大铸件的缩小管道的研究的问题，以及和的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

这项研究通过5.3 t钢锭的解剖学测试验证了钢铁铸入内部收缩管的数学模型的正确性。在此基础上，分析了10.5 t钢锭的固化过程中的收缩管形成机制，并讨论了不同铸造过程对钢铁铸层中缩小管道分布的影响，从而参考了钢铁锭的实际工业生产。

1 10.5 T钢铸脏的固化过程的数值模拟

1.1数学模型的建立

模型假设：在真空条件下，从顶部注入铸造模具的熔融钢的温度和速度均匀分布； 液体金属是一种不可压缩的牛顿流体； 对流是由热浮力驱动的； 忽略溶质对流； 传热和填充耦合。基于控制方程，包括Navier-Stokes方程，连续性方程，能量方程，方程和VOF函数，建立了三维模型。钢锭，铸造模具，隔热砖和底部垫的几何模型如图1所示，然后将铸造模具，铸造模具，绝缘砖和底部垫的几何模型分为网格。

图1铸造模具，隔热砖，液体钢和底部垫的几何模型

表1显示了底部垫和隔热砖的热性能参数。表2中显示了钢铁铸层和模具的组成。仿真软件用于计算钢铁铸币和模具的热性能参数。

表1底部垫和热绝缘砖的热性能参数

表2钢锭和铸造模具的化学成分

由于钢铁铸币和模具之间的差距，金属/模具界面的传热系数会随着时间而变化。模具/绝缘砖界面和钢铸块/绝缘砖界面的传热系数均为20 wm-2k-1；铸锭和底部垫，模具和底部垫，底座和底部垫之间的传热系数分别为200、200和100 WM-2K-1。霉菌外壁的传热系数和铸锭的顶部随时间变化，这些时间考虑辐射热交换和对流热交换。表3中显示了每种材料的初始温度值。

表3每种材料的初始温度值

1.2数学模型验证

图2显示了5.3 t钢锭的照片，顶部的横截面形态和仿真计算结果。可以看出，收缩管分布的仿真结果与实验结果一致，该结果验证了数学模型的准确性。

（a）5.3 t钢锭照片（b）钢铸汤的顶部（c）仿真结果

图2 5.3 t钢铁铸币照片，顶部的形态和仿真计算结果

2结果和讨论

铸币铸入过程中的固相比率分布如图3所示。当铸造模具充满熔融钢时，由于铸造模具的冷却效果，熔融钢的温度继续降低。液体钢的上表面与外部环境和热交换接触，其他部位与铸造模具接触以冷却。随着凝固的进展，由于铸造模具和液体钢冷却速度更快，因此与之接触的液体钢将迅速形成空白，并固化和收缩。目前，液态钢的上表面尚未固化，因此液态钢的界面将掉落。随着凝固的进一步发展，当钢液体钢的上表面的温度降至固相温度时，将形成空白。目前，钢铁铸层的上表面不会再次下降。见图3C和3D。由于钢铁锭顶部的液体钢与外部环境直接接触，因此冷却速度相对较快，因此液位液位较小。随着凝固时间的流逝，钢水固化的固化前端继续前进到铸锭的内部。随着温度降低，未固化的液体钢经历液体收缩和凝固收缩。同时，由于温度降低，固化的空白壳会经历固体收缩。由于在重力的作用下，钢水的液体收缩和凝固收缩的总和大于凝固收缩，因此未固结的液态钢从钢铸锭顶部的固化空白壳中解脱出来，形成了收缩管。由于铸锭侧壳的厚度增加以及未固化钢的液位的连续降低，因此收缩管具有漏斗形状，如图3F和3H所示。在铸锭的凝固阶段的末端，直到剩余的液体钢几乎在铸锭中心固化，完全形成了收缩管，请参见图3i。铸币铸入完全完成后，在铸锭的顶部形成了更深的收缩管，这是铸币铸币铸币铸入铸卷的特征之一，具有较大的直径比钢铁锭，请参见图3J。

图3钢嵌入式固化期间的固相比率分布

铸锭中绝缘瓷砖的分布为300毫米，铸造速度为15 kg/s，铸造模具的冷却强度是空气冷却的。在1 540、1 560和1 580C的条件下，绝缘铸入式管的分布如图4所示。可以看出，铸造温度的变化对生气收缩管的分布几乎没有影响。

绝缘砖的分布在300毫米的长度上，铸造温度为1,560，铸锭模具的外表面进行了气冷，并且铸造速度分别为12、15 kg/s，请参见图5。

（a）1 540（b）1 560（c）1 580

图4浇铸温度下铸造铸币管的图案

（a）12 kg/s（b）15 kg/s（c）18 kg/s

图5在铸造速度下，铸锭收缩管的分布

铸造温度为1560，铸造速度为15 kg/s，绝缘砖长度为300毫米，并且在铸造模具外的不同冷却条件下，在铸锭中的绝缘管的分布如图6所示。可以看到，冷却条件的变化基本上不会改变浓缩的收缩管的分布。

当铸造温度为1 560时，铸造速度为15 kg/s，铸造模具是气冷的，在不同的绝缘砖长度下的铸造香管的分布如图7所示。可以看出，随着绝缘砖的长度的增加，固体的深度会减小，因为固体的深度会增加，因为砖的长度会增加，因为砖的长度会增加。绝缘砖。随着绝缘砖的长度的增加，相应的绝缘砖中未固结的钢的量增加。此外，绝缘砖对熔融钢具有良好的绝缘作用，并且具有缓慢的固化速度，这对下部的熔融钢具有良好的影响，因此收缩管的长度变短了。图8显示了绝缘砖的长度对收缩管深度的影响。可以看出，当绝缘砖的长度超过500 mm时，增加绝缘砖的长度不会进一步影响电极杆收缩管的深度。

（a）气冷（b）气冷（c）雾冷（d）水冷

图6冷却速度对收缩管分布的影响

（a）300毫米（b）400毫米（c）500毫米（d）600毫米

图7绝缘砖长度对收缩管分布的影响

图8绝缘砖长度对收缩管深度的影响

3结论

（1）铸造模具外表面的铸造温度，铸造速度和冷却强度的变化几乎没有影响铸造铸币铸入式铸币的内部收缩管的分布。