连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510 mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据。     

漏斗型结晶器内坯壳凝固过程热力耦合数值模拟

应用热弹塑性有限元法,考虑铸坯与铜板的接触状态,建立了漏斗型结晶器内坯壳凝固过程的热力耦合模型.计算分析了结晶器内坯壳表面的温度场、应力场和纵裂指数的分布规律以及拉速对应力和纵裂指数的影响.结果表明,铸坯偏角部温度高于宽面和窄面中心温度并出现两个平台期;漏斗区域边缘出现应力峰值,是铸坯裂纹敏感区;宽面中心、漏斗区边缘和偏角部纵裂指数偏高,容易出现纵裂纹.适当提高拉速能够减小初生坯壳纵裂指数,减少裂纹形成机会.     

连铸工艺因素对铸坯凝固过程影响的模型研究

建立了武钢连铸板坯凝固传热数学模型，计算凝固过程温度场分布，应用模型探讨了连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，并提出提高铸坯温度的工艺手段：适当提高拉速、控制二冷喷水量和改善二冷末端冷却方式，能提高铸坯温度，提高浇注过热度对高温出坯不利。     

方坯连铸机结晶器凝固传热的模型研究

开发了方坯连铸机结晶器内非稳态凝固传热的计算软件，能够预测结晶器内的温度分布和坯壳厚度。模型考虑了凝固时横、纵向以及角部气隙的存在所造成的传热不均匀。同时，采用等效比热法处理了凝固前沿产生的结晶潜热。并以生产厂方坯为研究对象，得出了结晶器温度分布规律、凝固坯壳生成规律，分析了拉速对铸坯温度和坯壳厚度的影响。结果表明，经模型计算得出的铸坯温度和结晶器出口处坯壳厚度值与现场测定的温度和拉漏数据基本相符。     

超高速连铸结晶器内坯壳的传热行为

超高速连铸漏斗结晶器内坯壳的生长速率对铸坯表面质量有着显著的影响。基于节点温度继承算法(NTI),运用ANSYS有限元软件建立了结晶器内钢水凝固的三维瞬态导热模型,解析了浇注温度和拉速对薄板坯传热行为的影响。研究表明,随着拉速从4.0提高到6.0 m/min,结晶器出口坯壳最大厚度由26减小到12.8 mm,结晶器出口坯壳表面最高温度从1 209增加到1 305 ℃。而浇注温度从1 550 ℃提高到1 560 ℃对坯壳的表面温度和厚度影响不大。     

宽断面板坯结晶器内钢水流动、传热和凝固过程的数值模拟

建立了求解宽断面板坯结晶器内的钢液流动、传热和凝固数学模型,研究了不同浸入式水口结构、铸坯宽度、铸坯厚度和拉速等工况条件下,宽断面板坯结晶器内的流动、传热和凝固行为。结果表明：随着铸坯的宽度从1 800 mm增加2 200 mm时,从浸入式水口侧孔出来的射流在结晶器下部的影响范围更广;宽断面结晶器中的浸入式水口结构对不同铸坯断面和拉速下的流动和凝固行为产生较大的影响;在生产中需根据宽断面结晶器的流动及传热特点进行水口结构及工艺参数的优化。     

行波磁场旋转搅拌对板坯结晶器内冶金行为的影响

基于电磁热流体与凝固传输理论建立了无间隙原子(IF)钢板坯连铸的三维耦合数值模型,研究了不同拉速下行波磁场旋转搅拌(EMRS)对2 150 mm×230 mm断面板坯结晶器内电磁场、流场、传热与凝固等冶金行为的影响,提出了行波磁场旋转搅拌对结晶器冶金性能影响的多参量评价方法。结果表明,EMRS作用下搅拌器中心横截面上磁感应强度和电磁力的最小值都出现在铸坯中心且电磁力矢量出现了6个涡心。当拉速从0.84 m/min提高到1.84 m/min时,结晶器内液面速度增大,在搅拌器中心横截面位置处,电磁力的涡数量由6个减少至4个。随着拉速增大,宽面凝固前沿最大冲刷速度、窄面附近最大液面波高及钢液冲击深度均增大,而窄面凝固前沿最大冲刷速度和结晶器出口坯壳厚度随拉速增大而减小。     

宽厚板坯连铸凝固过程数值模拟

针对Q345特宽特厚板的生产实际,建立了宽厚板坯传热数学模型,得到了在整个连铸凝固过程中铸坯任意横断面的固相率和温度分布情况。并进行了射钉试验,通过测量铸坯某位置的凝固坯壳厚度,计算出了液芯长度。对测量结果与数值模拟结果进行分析,最后得出在实际生产条件下,断面为370 mm×2 520 mm的Q345连铸坯在拉速为0.54 m/s时液芯长度是27.81 m,为连铸轻压下技术的改进提供了可靠的信息,同时也为企业探究大断面铸坯凝固末端位置提供了方法依据。     

GCr15轴承钢大方坯连铸过程凝固传热数值模拟

以某钢厂生产的GCr15轴承钢为研究对象,建立了GCr15轴承钢大方坯的凝固传热数学模型,结合现场的测温实验数据验证了模型的可靠性。研究了拉速的变化对坯壳厚度、铸坯横截面上各特征点温度的影响。结果表明,拉速每提高0.1 m/min,铸坯中心液相线温度(1 460℃)与固相线温度(1 325℃)所在位置分别向后推迟了1.1 m与4.1 m。在铸坯凝固初期与凝固末期,坯壳生长速度较快。原因是在结晶器内的冷却强度较大,冷却速率较大,促使铸坯的凝固速率较高;在凝固末期,钢液的过冷度较大,同时铸坯中心部位以等轴晶的形式凝固,促使凝固末期的坯壳厚度增长较快。     

圆坯水平连铸凝固传热过程数学模拟及分析

根据成都无缝钢管厂水平连铸的生产实践，建立了较大断面铸坯凝固传热过程数学模型。通过数学模拟仿真，找出铸坯在结晶器和喷水区内凝固传热过程的温度场变化，凝壳生长规律及液芯长度等与浇注参数（拉速，浇注温度）的关系。     

基于数值模拟的大型薄壁铝合金件差压铸造工艺设计

将传统工艺和现代计算机模拟技术相结合,利用View Cast软件对薄壁铝合金筒体铸件凝固过程进行了分析,通过凝固过程时间分布预测了缩孔缩松产生的位置。采用加设缝隙式内浇道和增大冒口尺寸的方法对初始铸造工艺方案进行了优化。再次模拟表明,改进后的方案合理可行,铸件实现了充分补缩和顺序凝固,消除了缩孔（松）等缺陷。     

水压机下横梁铸造工艺模拟分析

采用三维绘图软件绘制了水压机下横梁的实体模型,并设计和制定了其浇注系统及工艺参数.运用ProCAST软件对铸件及其浇冒系统进行有限元网格划分,并模拟分析了充型和凝固过程,结合铸件不同位置的温度与时间曲线分析表明,浇冒系统能实现金属液的平稳充型、铸件的顺序凝固与补缩.铸件的超声和磁粉等无损检验结果表明,工艺方案设计合理,铸件没有缩孔、缩松和表面气孔、夹杂等缺陷.     

一种解决垂直线铸件缩松的工艺方法

利用MAGMA凝固模拟软件预测垂直造型线铸件热节部位和缩松缺陷,模拟结果表明凝固后期形成的孤立热节是产生缩松的主要原因.采用顺序凝固原则可以解决部分缩松问题,但不能解决所有补缩问题.通过优化铸造工艺,改变内浇口位置并重新模拟,发现孤立热节得到了消除,试验结果与模拟吻合,缩松问题得到了彻底解决,利用凝固模拟优化冒口成功提...     

镁合金压铸件收缩缺陷分析及对策

对音箱面板镁合金压铸件出现的收缩缺陷进行了检测分析，认为表面裂痕和内部裂纹产生的原因是由于压铸喷射填充状态下的分层充填以及凝固收缩的不同时性所引起的，轴线缩松涉及到不同壁厚铸件的补缩特点及持压时间。提出了防止和消除镁合金压铸件缺陷的思路和措施。     

运用均衡凝固技术解决压缩机缸体缩孔缩松

利用均衡凝固技术，将大型活塞式压缩机气缸体的原底注工艺改为项注雨淋工艺，并采用冷铁等措施，使项注雨淋方式的下低上高的温度场分布趋势得到明显的加强，改变了先中间后两头的凝固顺序，缸体从总体上形成了从下往上的有利于补缩的凝固顺序，从而有效解决了压缩机缸体缩孔缩松缺陷。数值模拟结果和实际生产结果验证了工艺改进的正确性，而且废品率由原来的10％降低为5％，工艺出品率由原来的75％提高到85％～90％，效果显著。     

气缸盖铸件凝固过程数值模拟及缩松缩孔预测

分析了铸件凝固过程结晶潜热释放和缩孔缩松形成条件,应用有限元法模拟了低压铸造铝合金气缸盖铸件的凝固过程,得到了在不同凝固阶段铸件的温度场,预测了铸件的缩松缩孔。在此基础上,对气缸盖铸件凝固过程进行了评价,数值模拟结果可为气缸盖铸造工艺参数设计提供参考。     

Mechanism of burst feeding in ZL205A casting under mechanical vibration and low pressure

The burst feeding behavior of ZL205A casting under mechanical vibration and low pressure was investigated by casting experiment and physical model. Experimental results indicated that the burst feeding appeared repeatedly during solidification and left a shrinkage cavity with layered structure under mechanical vibration. The castings with less shrinkage and higher density could be achieved through the vibration. The calculation results of physical model showed that the burst feeding could perform spontaneously under vibration while difficultly without vibration in low-pressure die casting. The obstruction of a casting could be broken and the grains could be rearranged by the vibration. And the obstruction could be carried away due to the inner and outer pressure difference, causing a burst feeding.     

Numerical simulation and optimization of shell mould casting process for leaf spring bracket

Although the shell mould casting process has a wide range of application in many fields,the prediction of casting defects is still a problem.In the present work,a typical leaf spring bracket casting of ZG310-570 was fabricated by shell mold casting.The finite element model and ProCAST software were utilized for simulating the filling and solidification processes of the casting;and the formation mechanism of the gas pore,and shrinkage porosity defects were analyzed.The results indicate that the gas pore and shrinkage porosity defects are formed due to air entrapment,insufficient feeding and non-sequential solidification.Subsequently,through changing the position of risers,adding a connecting channel between the risers,and setting blind risers at the U-shaped brackets,an optimized gating and feeding system was established to improve the quality of the casting.After optimization,the gas pore and shrinkage porosity defects of the leaf spring bracket casting are effectively eliminated.The experiment results with the optimized casting process are in good agreement with the numerical simulation,which verifies the validity of the finite element model in the shell mould casting.     

基于均衡凝固理论设计球墨铸铁件冒口

介绍均衡凝固的基本原理，叙述铸件结构、冒口位置和冷铁对补缩的影响。结合铸件实例，说明合理设计冒口和利用冷铁使球铁铸件实现均衡凝固，防止缩孔、缩松的工艺方法。     

重卡轮毂铸造工艺改进

介绍了重卡轮毂铸件的结构特点以及在粘土砂水平造型线上生产的难点,并对先期工艺方案进行了分析,参照传统工艺,在法兰处设置两个冒口进铁,结果铸件热节处缩孔、缩松缺陷严重,缩孔集中在冒口侧铸件厚大部位.通过CAE铸造模拟软件进行充型模拟和凝固模拟,按照顺序凝固原则,改进冒口颈设计,延长冒口补缩有效时间,解决了铸件的缩孔问题.