Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.21869/2223-1528-2022-12-4-54-70

Ключевые слова: aluminum alloys, ingots, semi-continuous casting, metal path, refractory concrete, computer simulation, алюминиевые сплавы, слитки, полунепрерывное литье, металлотракт, огнеупорный бетон, компьютерное моделирование

Аннотация: Целью настоящего исследования является подробное изучение температурных полей при приготовлении сплава 1379с, транспортировке расплава по лотковой системе, фильтрации расплава через пенокерамический фильтр и литье цилиндрических слитков методом компьютерного моделирования в программном комплексе ESI ProCAST с верификацией моделей на лабораторной установке полунепрерывного литья слитков из алюминиевых сплавов.Методы. Для компьютерного моделирования использовали программный комплекс ProCAST. Для физического моделирования и верификации результатов компьютерного моделирования использовали лабораторную установку полунепрерывного литья алюминиевых сплавов. Слитки получали из сплава 1379с. Микроструктуру полученных слитков оценивали металлографическими методами на оптическом микроскопе с использованием компьютерных методов количественной металлографии.Результаты. Проведено моделирование процесса полунепрерывного литья алюминиевых сплавов на участке, начиная с выхода расплава из плавильной печи и заканчивая кристаллизатором. В результате металлографического исследования структуры полученных слитков определено, что средний размер кристаллов первичного кремния в слитках (41±16) мкм, при этом размер мелких частиц (23±5) мкм (доля 30%), размер средних частиц 44±9 мкм (доля 56%), размер крупных частиц (69±9) мкм (доля 14%), диапазон размеров частиц в слитке 12-91 мкм.Заключение. Разработаны динамические модели перелива расплава по металлотракту, фильтрации расплава через пенокерамический фильтр. Моделирование литья слитков с последующей верификацией и корректировкой моделей по результатам лабораторных экспериментов позволило подобрать оптимальный режим литья слитков, получить в слитках размер кристаллов первичного кремния менее 25 мкм и достичь точности результатов моделирования более 93%. Purpose. The purpose of this study is a detailed study of temperature fields during the preparation of alloy 1379c, transportation of the melt through a tray system, filtration of the melt through a foam ceramic filter and casting of cylindrical ingots by computer modeling in the ESI ProCAST software package with verification of models on a laboratory installation of semi-continuous casting of aluminum alloy ingots (UPNL).Methods. The ProCAST software package was used for computer modeling. For physical modeling and verification of computer simulation results, a laboratory installation of semi-continuous casting of aluminum alloys (UPNL) was used. Ingots were obtained from alloy 1379c. The microstructure of the ingots obtained was evaluated by metallographic methods on an optical microscope using computer methods of quantitative metallography.Results. The simulation of the process of semi-continuous casting of aluminum alloys at the site starting from the melt outlet from the melting furnace and ending with the crystallizer is carried out. As a result of metallographic study of the structure of the ingots obtained, it was determined that the average size of primary silicon crystals in ingots is 41 ±16 microns, while the size of small particles is 23 ±5 microns (30% fraction), the size of medium particles is 44 ±9 microns (56% fraction), the size of large particles is 69 ±9 microns (14%), the range of particle sizes in the ingot is 12-91 microns. Conclusion. Dynamic models of melt overflow through a metallotract, melt filtration through a foam ceramic filter have been developed. Modeling of ingot casting with subsequent verification and correction of models based on the results of laboratory experiments allowed us to choose the optimal mode of ingot casting, to obtain in ingots the size of primary silicon crystals less than 25 microns and to achieve the accuracy of the simulation results of more than 93%.

Журнал: Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии

Выпуск журнала: Т.12, №4

Номера страниц: 54-70

ISSN журнала: 22231528

Место издания: Курск

Издатель: Юго-Западный государственный университет

• Безруких А.И. (Сибирский федеральный университет)
• Ильин А.А. (Сибирский федеральный университет)
• Степаненко Н.А. (Сибирский федеральный университет)
• Байковский Ю.В. (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК