多道浇铸法生产高碳锰铁时凝固过程的有限元研究

以多道浇铸为特征的浇铸床生产高碳锰铁为对象,使用大型凝固有限元计算软件Procast对八道次浇铸条件下各层铁合金的凝固行为进行了模拟研究。结果表明:各层铁合金的凝固均先从与铸型接触界面开始向中间进行,底面凝固较与空气接触的表面快;各浇次铁合金凝固行为有显著差别,计算得出第一层、第四层和第八层铁合金各自总凝固达到7%的时间分别为689 s,680 s,368 s,完全凝固时间分别为3 899 s,2 789 s,1 796 s;新浇铸铁合金凝固过程中会影响到已浇铸铁合金层温度,铁合金层间距离越远,热量传递要经过的铁合金层数越多,传递时间越长,影响越小;第一层铁合金中心点温度在八道浇铸中随时间的变化,第二炉和第三炉有显著影响,第四炉、第五炉和第六炉有一定影响,第七炉和第八炉影响很小。

高碳锰铁三种典型浇铸形式凝固过程的有限元研究

高碳锰铁因具有脱氧和合金化功能在炼钢过程中有重要作用。以高碳锰铁工业生产时三种典型浇铸方式(砂铸、模铸和浇铸床)为对象,采用铸造模拟软件Procast研究了典型高碳锰铁(FeMn68C8)在这三种浇铸形式下的凝固行为。结果表明:凝固均先从与铸型接触的界面开始,逐渐向铸型中间进行,铸件总随凝固时间延长而增加,取实际工业生产尺寸,得出砂型铸造16156 kg铁合金完全凝固时间为12777 s,模铸2203.2 kg铁合金完全凝固时间为6720s,对以多道浇铸为特征的浇铸床进行的研究表明,浇铸第三道铁合金层后,随该层铁合金凝固的进行已凝固两层铁合金沿厚度方向温度梯度有从正到负的变化,第三层完全凝固(12280.3 kg)时间为2789 s。