Simulation study of cold steel feeding in steel die casting

Estudio de simulación de la alimentación de acero en frío en la fundición de acero a presión

Para resolver el problema de la lenta solidificación de los lingotes de gran tamaño y la dificultad de eliminar la contracción interna, se introdujo una barra de acero frío en el acero fundido durante el proceso de solidificación tras la finalización de la fundición para afectar al proceso de solidificación. Se simularon diferentes esquemas de enfriamiento y solidificación para lingotes de 60 toneladas y 16 ángulos mediante el software de simulación por elementos finitos PROCAST. Los resultados de la simulación muestran que la inserción de varillas de acero frío puede acortar el tiempo de solidificación completa del lingote. Es beneficioso mejorar la contracción concentrada en la región central bajo el esquema de enfriamiento convencional; en cuanto al método de adición de acero frío, la adición descentralizada de acero frío es más efectiva para mejorar la calidad interna del lingote.

INTRODUCCIÓN

Las grandes piezas forjadas de alta calidad son componentes indispensables en los campos de la aviación, la energía eléctrica, la petroquímica, la energía nuclear, etc. La calidad de una pieza forjada depende de la calidad del lingote. Aunque la porosidad de contracción y las cavidades de contracción de los lingotes de acero pueden mejorarse en el procesamiento posterior, muchas de las porosidades de contracción y cavidades de contracción graves son difíciles de eliminar, lo que se está convirtiendo en un defecto de las grandes piezas forjadas[1-3]. Los investigadores han adoptado métodos para mejorar la contracción interna de los lingotes de acero, como la reducción de la relación altura/diámetro, el aumento de la conicidad del lingote, el aumento de la altura del tubo ascendente, la mejora del aislamiento del tubo ascendente, la optimización de los parámetros de colada y la mejora de la disipación del calor de la lingotera[4-6]. Sin embargo, en el caso de lingotes de acero de gran tamaño, debido a su largo tiempo de solidificación, es extremadamente fácil que con el tiempo se forme una situación de solidificación sincrónica entre las partes superior e inferior, lo que provoca una disminución del ángulo entre los frentes de solidificación y una alimentación deficiente del acero fundido superior. En este trabajo, se utiliza el método de inserción de una varilla de acero frío en el acero fundido para reducir el recalentamiento, proporcionar el medio de nucleación de solidificación, mejorar el proceso de solidificación del lingote y, por lo tanto, mejorar la calidad interna del lingote.

ESTABLECIMIENTO DEL MODELO DE CÁLCULO

Modelo geométrico y partición de la rejilla El objeto a investigar es 60 toneladas de lingote de ángulo 16, y hay dos formas de alimentar el acero frío: el esquema 1 es insertar un acero redondo en el centro, con un diámetro de 200 / mm, y una longitud de 4 010 / mm; El esquema 2 es insertar cuatro aceros redondos alrededor del centro, con un diámetro de 100 / mm de diámetro, y 3 660 / mm de longitud.