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铝合金立式连铸异形结晶器的研究

沈兰 尹延国 成剑峰

沈兰, 尹延国, 成剑峰. 铝合金立式连铸异形结晶器的研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(7): 1128-1136. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200174
引用本文: 沈兰, 尹延国, 成剑峰. 铝合金立式连铸异形结晶器的研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(7): 1128-1136. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200174
SHEN Lan, YIN Yanguo, CHENG Jianfeng. Study on Special-shaped Crystallizer for Vertical Continuous Casting of Aluminum Alloy[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(7): 1128-1136. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200174
Citation: SHEN Lan, YIN Yanguo, CHENG Jianfeng. Study on Special-shaped Crystallizer for Vertical Continuous Casting of Aluminum Alloy[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(7): 1128-1136. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200174

铝合金立式连铸异形结晶器的研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200174
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51575151

详细信息
    作者简介:

    沈兰(1992-), 硕士研究生, 研究方向为铝合金材料的成型技术, 1326629826@QQ.com

    通讯作者:

    尹延国, 研究员, 博士生导师, 1310760363@qq.com

  • 中图分类号: TH162+.1

Study on Special-shaped Crystallizer for Vertical Continuous Casting of Aluminum Alloy

  • 摘要: 结晶器是连续铸造的核心部件,被称为连续铸造的“心脏”,它决定着连铸生产的成败;而糊状区的长度以及初始凝固点的位置是评价结晶器能否成功拉出铸锭的关键因素。利用有限元分析软件ProCAST中的MILE算法对高度分别为20 mm、30 mm以及40 mm的结晶器,在相同的工艺条件下,进行温度场的数值模拟,分别研究其糊状区长度和初始凝固点位置随工艺参数的变化规律。数值模拟分析发现,30 mm结晶器要优于20 mm和40 mm结晶器,具有较大的可调节的工艺参数范围,更能安全稳定的生产出铸锭。30 mm结晶器的实验验证表明,实验结果与模拟分析的规律吻合度较好,证明了用模拟分析进行结晶器设计的合理性和优越性。
  • 图  1  铸件及结晶器图

    图  2  MILE算法的原理图

    图  3  材料热物性图

    图  4  立式连铸示意图与温度场云图

    图  5  20 mm结晶器连铸速度为1 mm/s时,不同浇铸温度下的变化

    图  6  20 mm结晶器浇铸温度为700 ℃时,不同连铸速度下的变化

    图  7  30 mm结晶器连铸速度为1 mm/s时,不同浇铸温度下的变化

    图  8  30 mm结晶器浇铸温度为700 ℃时,不同连铸速度下的变化

    图  9  40 mm结晶器连铸速度为1 mm/s时,不同浇铸温度下的变化

    图  10  40 mm结晶器浇铸温度为700 ℃时,不同连铸速度下的变化

    图  11  实验验证结果图

    表  1  AlCu4MgTi材料成分

    w(Cu) w(Mg) w(Mn) w(Ni) w(Si) w(Ti) w(Zn) w(Al)
    5 0.5 0.3 1.5 0.3 0.2 0.1 其他
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  • 收稿日期:  2019-10-28
  • 刊出日期:  2021-07-01

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