模拟软件在优化上注钢锭模设计中的应用.pdf

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1、《大型铸锻件》No．3HEAVYCASTINGANDFORGINGMav2011模拟软件在优化上注钢锭模设计中的应用孙智刚林琳王耀琨(中冶陕压重工设备有限公司，陕西7117i1)摘要：采用AnyCasting模拟软件对15t上注钢锭进行了凝固过程模拟。通过模拟结果分析优化钢锭模参数，降低试制成本，改善钢锭质量，消除缩孔缩松缺陷，并为保温帽口式钢锭及50t以上的上注钢锭模拟提供指导。关键词：钢锭模；数字模拟；优化设计中图分类号：0242．1文献标识码：BTheApplicationofSimulationSoftwareonOptimizingDesignofTopPourIngotMo

2、uldSunZhigang，LinLin，WangYaokunAbstract：Thesolidificationprocessof15ttoppouringotwassimulatedbyAnyCastingsimulationsoftware．Basedonanalyzingthesimulatingresults，theparametersofingotmouldhavebeenoptimized，thecostoftrialproductionhasbeenreduced，thequalityofingotshasbeenimprovedandthedefectssuchass

3、hrinkagevoidandshrinkageporosityhavebeenremoved．Thispapercanprovidetheguidanceforsimulatingoftoppouringotsmorethan50twithinsulatingriser．Keywords：ingotmould；numericalsimulation；optimizingdesign1AnyCasting软件模拟钢锭凝固过程的可行性迫在眉睫。在众多的CAE软件中，韩国分析AnyCasting有限公司研发的“铸造CAE软件AnyCastingTM”以钢水充型过程、凝固过程数值模铸造过程数

4、值模拟技术(CAE)经过了40年拟技术为核心，拥有独立的钢锭模拟模块，能有效的发展历程，经历了从简单到复杂、从温度场到流地预测钢锭的缩孔、缩松、卷气、偏析等缺陷，在模动场、应力场，从宏观模拟到微观领域，从实验室拟仿真性与实用性方面都非常高。研究到工业化实际应用等过程。近些年来，在计算机硬件、软件、信息处理技术以及相关学科的有215t钢锭模拟过程力支持下，数值模拟技术在人类社会的各个领域2．1实体建模得到了广泛的应用⋯。目前欧美日等发达国家采用Solidworks软件进行三维建模，并完成的铸造企业普遍应用了模拟技术。20世纪90年组装，导入AnyPRE前处理程序中进行网格划分、代中后期，

5、国内铸造厂家逐渐认识到其重要性，纷任务设计、边界条件设计等前处理过程。图1为纷引入该技术，目前已有超过200家铸造企业拥15t钢锭模装配图，表1为15t钢锭参数表。有模拟仿真手段，在实际生产中发挥了重要作用J。中冶陕压铸钢车间从2004年开始使用北京恒力有限公司铸造CAE模拟软件指导铸造工艺，在使用CAE软件上取得了丰富的经验。随着公司年产20000t轧辊项目的建立，无论是钢锭生产能力还是质量要求都有很大提升。使用计算机模拟软件，实现钢锭模设计的计算机化，能大大缩短设计和修改周期，促使企业大型钢锭生产更上一个台阶，因此开展大型双真空上注钢锭模拟收稿日期：2011—O3一l7图115t钢

6、锭模装配实体图作者简介：孙智刚(1981一)，男，河北张家口人，助理工程师，工学Figure1Theassemblyentitygraphof15tingotmould硕士，主要从事炼钢专业技术管理研究。23No．3《大型铸锻件》Mav2011HEAVYCASTINGANDF0RGING表115t钢锭参数表Table1Theparametersof15tingot帽口锭身锭尾钢锭总重／t重量／t比例(％)锥度(％)重量／t比例(％)高径比锥度(％)重量／t比例(％)2．8619．2812．2911．5577．881．663．3O．422．8414．832．2初始条件和边界条件而验证了1

7、5t钢锭模正锥度参数、锭模厚度及底钢锭材质为45A，其固相线温度为1494T]，盘高度设计的合理性。液相线温度为1455~C；钢锭模材料为HT200，钢2．5钢锭缺陷位置模拟结果及应用分析锭模初始温度为70℃；假设钢液瞬时充满铸型，钢锭缺陷位置模拟结果如图5所示。颜色越钢液初始温度1550~C；帽口采用保温帽口，网格浅表示出现缩孔及缩松的几率越大；顶部灰色面划分1oooooo单元。积表示帽口收缩尺寸。由图5所示，此钢锭在浇保温帽口材料为保温石棉