半连续铸造中脉冲水冷却技术对扁锭底部翘曲的影响

采用常规铸造法和脉冲水冷却法对比研究了不同铸造工艺对400mm×1320mm工业纯铝扁锭底部翘曲的影响规律。在铸造温度为720℃,铸造速度为35～65mm·min-1,冷却水流量为20～50m3.h-1的工艺条件下,采用常规铸造和脉冲水冷却时扁锭的底部翘曲变形量分别为52mm和5～12mm。脉冲水冷却法对铸锭底部翘曲的抑制主要是由于脉冲水对铸锭的冷却强度降低,铸锭芯部和边部的冷却差异减小,在减小翘曲驱动力的同时增加了铸锭底部凝固壳的刚度,从而抑制了底部翘曲。     

ZK61M变形镁合金铸造工艺研究

ZK61M变形镁合金铸造过程中经常出现铸锭表面开裂。据此试验研究了合金成分(Zn、Zr含量)对铸锭组织和性能的影响,铸造工艺参数(铸造温度、冷却强度、铸造速度、结晶器)对铸锭质量和开裂缺陷的影响,铸锭均匀化工艺参数对铸锭组织和加工塑性的影响。确定了ZK61M镁合金的成分范围,w(Zn)=5.3%~5.5%,w(Zr)=0.6%~0.8%;优化了铸造工艺参数,防止熔体过热,铸造温度695℃~705℃,铸造速度36 mm/min~40 mm/min,改进结晶器,减少二次水冷却强度;铸锭均匀化工艺参数390℃12 h。这样形成了ZK61M镁合金铸锭稳定的生产工艺,大大减少了铸锭表面开裂。     

起始铸造速度对AA7050合金半连续铸锭应力分布的影响

通过温度场、流场和应力场的三场耦合,对某铝业公司AA7050铝合金铸锭在半连铸过程中3种不同起始铸造速度下的应力、应变分布进行了数值模拟研究。结果显示,铸锭心部呈现很大的三轴拉应力,表面则呈现明显的压应力。根据在糊状区环向和径向的应力、应变分量较大,而轴向应力、应变分量较小,可以预计热裂纹倾向平行于轴向分布,不太可能发生垂直于轴向的热裂纹。铸造时在起始铸造阶段有必要采用小的铸造速度,以降低糊状区的热应力、应变,减小开裂倾向。     

关于大型铸锭的温度—变形状态

电磁结晶器＊半连续铸造开始阶段的特点是铸锭与引锭器热接触状态下铸锭结晶制度尚未完全确定。就可能形成热裂纹和铸锭底部翘曲来说,这个阶段最为重要。底部翘曲变形部分,在压延前必须切除。为使此阶段铸造制度合理化,需要有关于在铸锭-引锭器接触系统中形成温度-变形状态基本规律的成套实验资料。为了上述目的,拟制了一整套方法①,保证把使用电磁结晶器时凝固的热物理条件变化的工艺过程基本参数记录下来。为了说明电磁结晶器铸造扁铸锭的凝固特点,研究了85毫米/分工艺铸造速度下各种生产制度铸锭底部的温度场(采用插入热电偶法-图1)。研究是在工业条件下使用Д16标准     

7050铝合金大铸锭半连续铸造过程数值模拟

利用大型有限元软件MSC.marc,建立了7050铝合金大铸锭的半连续铸造热-力耦合有限元模型,模型采用8节点六面体单元,考虑了凝固时的液-固相变以及凝固潜热的影响,定义了半连铸过程复杂的边界条件,分析了不同的铸造速度对温度场、应力场的影响规律.计算结果显示,降低铸造速度,可以减小铸锭内层和外层冷却速度的差别,降低铸锭表层拉应力,有利于促进铸锭的成形,减小产生裂纹的倾向性.     

2A70铝合金扁铸锭熔铸工艺研究

从熔体净化、铸造温度、铸造速度及冷却速度等方面对2A70铝合金扁铸锭的熔铸工艺进行了研究，确定了2A70铝合金扁铸锭的铸造工艺参数。     

高强韧铝合金半连铸铸锭温度场与应力场数值模拟

基于有限差分软件MAGMAsoft的Continuous casting模块,建立了准800 mm×2 000 mm高强韧铝合金半连铸圆锭热-力耦合的有限差分模型。分别对不同结晶器高度、引锭底盘形状,以及不同铸造速度下的温度场、应力场进行了模拟计算。综合分析了工艺条件的改变对铸锭温度场和应力场的影响规律。结果表明:结晶器高度为200 mm时,液穴深度和铸锭温度梯度较小,裂纹倾向减少;引锭盘形状为圆柱形凸底盘时,有利于降低裂纹倾向;提高铸造速度,使液穴变深,温度梯度增加,裂纹倾向增大。     

铸造参数对2024铝合金半连铸过程中宏观偏析影响的数值模拟研究

本文采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过九个算列计算铸造参数（铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷却强度）对宏观偏析的影响,并详细讨论了铸造参数对形成宏观偏析传输机制的影响。研究结果表明,铸造参数直接影响熔池的形状和尺寸进而影响最终偏析形态。其中,铸锭尺寸和铸造速度是最主要的影响因素。更大的铸锭尺寸通常意味着更慢的冷却速度,以及更深和更宽的熔池,从而导致铸锭中心更严重的宏观偏析。增加铸造速度则将显著地增加熔池的深度,因而更大的铸造速度将导致更严重的宏观偏析。而熔池的深度随浇注温度的增加仅轻微增加,故浇注温度对宏观偏析的影响不如前二者敏感。     

双锭电磁铸造实验研究

通过对双锭电磁铸造模拟实验，研究了感应线圈内磁场分布，以及感应线圈以结方式、铸锭间距、电源频率和电流的变化时磁场分布的影响，为指导铸造工艺提供参考。     

热顶结构及铸造工艺对7075铝合金铸锭表面质量的影响

参照工业多流半连续铸造结构,设计了试验用单流半连续铸造铝合金设备,并使用该设备进行半连续铸造7075铝合金,为工业多流半连续铸造提供试验基础。对比研究了铸造速度、热顶结构等对铸锭表面质量的影响。研究发现:提高铸造速度仅仅能减弱冷隔,而无法消除冷隔;降低临界铸造速度虽然能得到光洁表面的铸锭,但无法进行稳定长时间半连续铸造,无法在工业上应用;减少overhang无法解决铸锭表面质量问题;热顶与结晶器之间的三角区被润滑剂填充后,能够实现稳定半连续铸造,并得到表面质量合格的铸锭。     

电磁铸造2E12铝合金的铸态组织与力学性能

分别采用电磁铸造和普通连铸技术制备了2E12铝合金连铸锭.通过显微组织和力学性能的对比分析,研究施加电磁场对2E12铝合金连铸过程及铸锭性能的影响.结果表明,使用电磁铸造技术制备的2E12铝合金铸锭具有良好的表面质量和内部组织,以及优良的力学性能.其中,电磁铸造方法获得的2E12铝合金铸锭相对于普通连续铸造铸锭晶粒平均尺寸由58 μm减小至36 μm,抗拉强度提高了9.08%,伸长率提高了61.58%,断裂方式为准解理断裂.     

Al-Ti-C和Al-Ti-B线杆对铝合金扁铸锭晶粒度的影响

介绍Al-Ti-C和Al-Ti-B线杆对铝合金扁铸锭晶粒度的影响,以及Al-Ti-C、Al-Ti-B线杆的添加数量和铸锭晶粒度的关系。经过铝合金铸造生产实践,确认铸锭铸造过程中最佳的送细化剂线杆速度。     

4045/3003铝合金包覆铸造工艺的数值模拟研究

采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究了φ140 mm×φ110 mm的4045/3003铝合金包覆铸造过程中分流方式、铸造温度、铸造速度对温度场、流场及凝固过程的影响规律。结果表明:密集不均匀分流方式可最大化的使芯材支撑层四周温度分布和熔体流速趋于均匀一致,复合面上边缘温差在5℃内;3003铝合金铸造温度从720℃提高到760℃对整个温度场几乎没有影响,但在适当的温度范围较高的浇注温度有利于提高支撑层表面光滑度和铸锭表面质量;铸造速度过慢会出现卡锭现象,铸造速度过快会导致漏铝,因此铸造速度应保持在100 mm/min左右,以保证试验顺利进行。模拟结果可为进一步优化包覆铸造工艺和工业化提供理论基础。     

Airslip结晶器内凝固壳形成特性分析

根据Airslip结晶器的传热特性,建立了凝固壳厚度和临界凝固壳厚度的数学模型.理论分析和实验结果表明,凝固壳厚度与铸造速度的乘积为常数,铸造速度增大,凝固壳厚度减小,铸锭表面质量提高;铸造速度的波动引起凝固壳厚度的波动,降低了铸锭的表面质量;铸锭直径和铸造速度的乘积也为常数,铸锭直径增大,铸造速度相应减小.     

6061铝合金半连续铸造数值模拟与工艺优化

为解决6061铝合金半连续铸造产品出现的热裂纹等缺陷问题，利用ProCAST软件，建立了φ254 mm6061铝合金圆锭的半连续铸造热-力耦合模型，结合实际工况温度场确定了可靠的边界换热条件，分析了铸造速度、铸造温度以及引锭头启动时间对温度场、应力场的影响规律。结果表明，适当降低铸造速度和铸造温度可以获得较好的温度场和应力场分布。对φ254 mm圆锭而言，铸造速度为80～84 mm/min，铸造温度介于680～690℃之间是6061铝合金半连续铸造最优的生产工艺区间。     

电磁搅拌铸造及其在镁合金上的应用

介绍了电磁搅拌技术的原理、分类及其对凝固组织的影响，分析了电磁搅拌过程中熔体的受力情况和感应热。目前，电磁搅拌在镁合金中的研究较少，电磁搅拌半连续铸造制备优质的镁合金铸锭是开发变形镁合金的关键，指出了镁合金的熔炼铸造特点、镁合金电磁搅拌半连续铸造存在的问题及发展的方向。     

5754铝合金熔铸工艺研究

试验研究了５７５４铝合金化学成分的控制有对铸锭力学性能影响，熔炼，铸造工艺参数选择，对铸锭质量进行了全面分析。     

水平连续铸造6063铝合金铸锭的实践

结晶器、连续铸造机的使用性能以及铸造速度,铸造温度、冷却强度等工艺参数决定水平连续铸造成败和铸锭质量的重要因素,介绍了水平连续铸造６０６３铝合金铸锭的实践经验,指出了应注意的几个问题。     

6063铝合金圆铸锭同水平热顶铸造工艺技巧

分析了6063铝合金圆铸锭同水平热顶铸造的填充、斜坡、稳定和结束等四个阶段的工艺特点,阐述了在每个阶段根据其工艺特点,合理控制铸造温度、铸造速度和冷却水压三要素,以及采取的一些技术措施,确保生产出高质量的铸锭。     

铝合金小尺寸空心薄壁圆铸锭热顶铸造

介绍外径为（１２０－２００）ｍｍ壁厚为２０ｍｍ的铝全金空心薄壁圆铸锭（长为７ｍ）热顶铸造原理及特点；对工艺参数对铸锭质量的影响进行了简要的分析，对铸锭表面组织，低倍、高倍组织以及机械性能与普通铸锭进行对比，得出热顶铸锭质量明显优于普通铸坯的；指出存在问题和解决问题的措施 。