钢锭凝固过程温度场数值模拟

本研究采用大型商业软件MSC.Marc建立了38t钢锭凝固传热数学模型,模型中的钢热物性参数是通过钢凝固过程微观偏析模型预测钢锭凝固过程相的变化规律,并根据钢锭凝固过程钢热物性参数与相组成之间的关系式来确定.随后采用红外测温试验验证了钢锭凝固传热数学模型,并模拟了钢锭凝固过程温度场变化规律以及不同浇注温度和冒口保温条件对钢锭凝固过程的影响.结果表明:钢锭凝固过程由钢锭底部向冒口逐渐凝固,随着钢锭冒口发热剂的加入,钢锭凝固末期,最后凝固区域逐渐从无发热剂情况时位于钢锭本体向冒口区域移动.38t钢锭4125V2钢可采用向浇注后冒口加入200 mm厚发热剂增强钢锭凝固末期钢液补缩能力,脱模时间为浇注后12.5 h.     

钢锭与钢模在钢锭凝固过程中应力分析的研究

本文用独立开发的温度场与应力场分析有限元系统研究了钢锭及锭模在钢锭凝固过程的瞬态应力场，并基于本文数值分析结论研究了该应力场和形成机制。     

钢锭与锭模在钢锭凝固过程中应力分析的研究

本文用独立开发的温度场与应力场分析有限元系统研究了钢锭及锭模在钢锭凝固过程的瞬态应力场，并基于本文数值分析结论研究了该应力场的形成机制     

大型钢锭凝固过程三维数值模拟

开发了大型钢锭凝固过程三维模拟程序。利用本程序对53 t钢锭的凝固过程进行了模拟,预测的钢锭和锭模中典型测试点的冷却曲线、钢锭完全凝固时间及冒口一次缩孔形状等与商用有限元软件ProCAST的计算结果吻合良好。     

钢锭模棱数对典型钢锭凝固过程的影响研究

使用铸造模拟软件ProCAST系统地研究了钢锭模棱数对典型钢锭凝固过程的影响,具体包括完全凝固时间、凝固顺序、缩孔缩松、应力变化。结果表明:钢锭模棱数对钢锭的传热影响不显著;钢锭模重复使用过程中,压应力与拉应力的反复循环作用导致产生裂纹的机率增加;钢锭模凸面处先于凹面处开裂。     

260吨钢锭浇铸成功

<正> 7月22日第二重机厂成功地真空浇铸了国内第一支最大的钢锭。钢号是20SiMn。重量是260吨,有24个棱,高径比为1.34,锭身锥度为8％,其径向最大尺寸为5054mm,总高6785mm。为减轻吊具重量在冒口上直接铸出二个吊耳供脱模之用。钢水在两个车间六台炉子中冶炼。浇铸过程是在一乇左右的真空度下进行。为保证安全优质的生产这支大型钢锭,技管人员和工人采取了一些有效的技术措施和生产调度措施。这支钢锭的生产,填补了重型机械行业上又一个空白。就锻件而言,今后可望生产拔长达400吨,镦粗达300吨钢锭的等级能力。     

圆钢锭浇铸工艺试验

在不同锭型钢中A1含量及S含量、浇铸温度及浇铸时间等试验工艺条件下,对模铸20管钢、φ450mm、2.1t(圆波浪形)钢锭裂纹率的影响进行了分析与讨论,并确定了主要工艺参数。     

无冒口钢锭凝固过程温度场数值模拟及应用

本文介绍了以数值模拟为工具开发的用于无冒口钢锭凝固过程温度场计算及缩孔、疏松预测的应用软件 ,利用实际生产的无冒口钢锭及所制锻件的质量情况证明了软件的可靠性 ,分析了部分工艺参数对无冒口钢锭内部质量的影响 ,提出了最佳工艺方案。     

中空钢锭凝固过程的数值模拟研究

分析了中空钢锭凝固过程中压缩空气与中心芯子间的对流传热,通过确定二者间的传热系数及压缩空气的温升,结合普通钢锭的数值模拟方法,建立了中空钢锭凝固过程的数值模拟方法,为实现中空钢锭铸造工艺参数的优化设计及中空钢锭的国产化奠定了基础。     

空心钢锭锭型结构对空心钢锭凝固过程的影响

对空心钢锭凝固过程的温度场进行了有限元分析 ,对不同锭型结构的芯部换热系数、耐火材料厚度对最终凝固位置、内筒壁最高温度及缩孔疏松的影响进行了对比 ,并讨论了耐火材料典型部位的温度随凝固时间的变化     

锻造用钢锭凝固过程温度场数值模拟

采用三维瞬态传热有限元方法,对13 t锻造钢锭和钢锭模在凝固过程中的温度场分布进行了数值计算及分析,探讨了钢锭内部凝固速度变化和钢锭模在凝固过程中的温度分布规律。分析结果表明,钢锭本体距离底部60%-70%的部位纵向凝固速度受横向凝固速度的影响而大大加速;凝固开始阶段,钢锭模内壁温升速度远大于模外壁,随后外壁温升速度迅速增大,随着钢锭凝固的进行,壁内外温差逐渐减小。本模拟可为优化钢锭模设计、提高钢锭质量提供依据。     

大钢锭凝固过程的数值模拟研究

运用大型商业软件MARC的有限元分析法,对85 t S34MnV大型钢锭凝固过程的温度场分布进行了数值模拟计算分析,基于模拟结果进行了工业试验.模拟结果表明,钢锭的凝固趋势在轴向上由钢锭底部向钢锭顶部逐步推进,径向上由四周向中心慢慢延伸.通过对不同浇注温度下的钢锭凝固过程进行数值模拟,得出适当提高钢锭的浇注温度可以延长凝固时间,这有利于夹杂物的上浮.工业试验结果表明,提高钢锭模初始温度50℃后,冒口夹杂物总量与钢锭底部夹杂物总量的比值提高了约0.63％,验证了模拟结果.     

浇注温度对大型钢锭凝固过程的影响

用铸造模拟软件ProCAST,研究了浇注温度对96T钢锭凝固过程的影响,包括凝固时间、缩孔缩松、夹杂上浮时间等。结果表明:随着浇注温度的提高,夹杂可上浮时间延长,但钢锭完全凝固时间也随之加长,延长生产周期。缩松区域有减小的趋势,二次缩孔有增大的趋势。     

不同冷却条件下的钢锭凝固过程模拟

应用凝固模拟软件模拟不同冷却条件下的钢锭凝固过程,结果表明：应用水冷钢锭模可以改变传统的钢液冷却方式,在提高钢锭质量的同时大大缩短钢液凝固时间,有效提高生产节奏。     

锻造用钢锭凝固过程热应力场数值模拟

采用三维瞬态传热有限元方法,对13t锻造钢锭在凝固过程中的温度场和热应力场分布进行了数值计算及分析,探讨了钢锭在凝固过程中的应力分布规律.分析结果表明,在钢锭凝固初期,钢锭模内部承受压应力,外部承受托应力.由于凝固收缩,钢锭在凝固初期外表面受拉应力的作用.随着凝固的进行,锭模的热应力值不断下降.凝固结束时,钢锭呈表面受压心部受拉的应力分布状态.在凝固过程中,钢锭在反向圆弧处的收缩量最小,小倒角处的收缩量最大.本模拟可为优化钢锭模设计、提高钢锭质量提供依据.     

模型剖分方式对钢锭凝固过程的影响

采用铸造模拟软件ProCAST,针对40T金属模钢锭的传热凝固过程,选用不同的模型剖分方式(全模型、1/2模型、1/8模型),研究模型剖分方式对凝固计算精度及效率的影响。结果表明:模型选取越小,会降低计算精度,太大则会增加计算内存的使用量。综合考虑,对于大型钢锭的传热模拟计算,建议使用1/2模型进行计算。     

大型钢锭充型和凝固过程的数值模拟

采用铸造CAE软件对25t钢锭的充型和凝固过程进行了数值模拟与分析,并用生产现场的实测数据对模拟结果进行比较,验证了模型的适用性。探讨了大型钢锭在凝固过程中温度场的变化规律,对钢锭中可能存在的缺陷及位置进行了预测。通过数值模拟发现,冒口容积偏大,冒口补缩效果较好,锭身没有宏观缩孔,但轴线缩松仍然存在。可适当降低冒口容积,并在后续生产中增加搅拌,以消除中心偏析,提高钢锭质量。根据模拟显示的钢锭完全凝固时间,可将脱模时间提前到钢锭浇注完成后的6.4h。     

锻造用钢锭凝固过程温度场数值模拟及其应用

在分析锻造用钢锭凝固过程特点的基础上,建立起钢锭铸造凝固的二维非稳态温度场计算数学模型,并编制程序。计算结果反映了钢锭铸造凝固过程中温度场分布。利用该程序,可以对钢液在相似结构钢锭模中的凝固温度场进行预测和评价,也可以通过对比来优化钢锭模设计。     

40t中空侧壁钢锭定向凝固过程模拟

采用大型商用有限元软件PROCAST,对40 t传统定向凝固钢锭和中空侧壁定向凝固钢锭的温度场和缩孔的分布,以及钢液完全凝固时间进行对比。由数值模拟得出:中空侧壁定向凝固温度场分布合理,能够明显降低缩孔程度及分布范围,进而提高产品收得率及质量。