Simulation study on the influence of bottom sub-regional cooling on 45 tons unidirectional solidification of steel ingot

Estudio de simulación sobre la influencia del enfriamiento subregional inferior en la solidificación unidireccional de 45 toneladas de lingote de acero

En este trabajo, se establece el modelo matemático del campo de temperatura y la tensión de transferencia de calor del lingote de solidificación unidireccional del chasis tradicional refrigerado por agua y del chasis mejorado refrigerado por agua, y se realiza el cálculo de simulación numérica del lingote de solidificación unidireccional de 45 toneladas mediante el método de análisis de simulación de elementos finitos. Los resultados muestran que la adición de condiciones adecuadas de enfriamiento forzado en la parte inferior del lingote es beneficiosa para el avance equilibrado del frente de solidificación del acero fundido. La mejora del esquema de enfriamiento forzado del fondo acorta obviamente el tiempo de solidificación del lingote. La refrigeración por agua en el fondo del lingote se adapta a la distribución del entrehierro para lograr una distribución uniforme del entrehierro. El lingote se solidifica uniformemente en la dirección longitudinal para evitar el alabeo del fondo.

INTRODUCCIÓN

Como otra tecnología clave en el proceso de lingote de solidificación direccional, el esquema de enfriamiento del chasis tiene una influencia significativa en el fortalecimiento del enfriamiento del fondo y la realización del proceso de solidificación direccional del lingote[1]. En el proceso de producción, el enfriamiento del fondo poco razonable y la formación de entrehierros desiguales conducirán a una solidificación desigual, por lo que es fácil que se formen grietas en los puntos débiles[2]. De acuerdo con la distribución del entrehierro entre el lingote y el chasis, se lleva a cabo la optimización de la refrigeración del chasis. El chasis refrigerado por agua adopta múltiples conjuntos de sistemas de refrigeración. Mediante el control de la refrigeración de diferente resistencia en diferentes regiones, la refrigeración por agua en la parte inferior del lingote puede adaptarse a la distribución del entrehierro y solidificarse uniformemente en la dirección longitudinal[3]. Se estableció el modelo matemático del campo de temperatura y la tensión de transferencia de calor del lingote de solidificación direccional del chasis refrigerado por agua tradicional y mejorado. El cálculo numérico del lingote de 45 toneladas se realiza mediante el método de elementos finitos y el modelo matemático. Con el fin de optimizar los parámetros tecnológicos de solidificación direccional de lingote de 45 toneladas, se simuló y calculó el campo de temperatura de chasis refrigerado por agua tradicional y optimizado.

ESTABLECIMIENTO DEL MODELO DE CÁLCULO

Modelo geométrico y partición de la rejilla Para estudiar el efecto del esquema de refrigeración del chasis en la solidificación unidireccional, en este trabajo se establece un modelo de refrigeración del lingote. El modelado del chasis y el diagrama de división de la rejilla se muestran en la Figura 1.