Analiza symulacyjna przepływu ciekłego metalu przez innowacyjną komorę reakcyjną w technologii wytwarzania żeliwa sferoidalnego i jej optymalizacja

• Autorzy: Małysza Marcin , Stefański Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2019.04

Warianty tytułu

EN

Simulation analysis of liquid metal flow through an innovative reaction chamber (and its shape optimization) used in ductile iron production technology

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Odlewy z żeliwa sferoidalnego znajdują szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu ze względu na swoje właściwości mechaniczne. Wytwarzanie tego gatunku materiału wymaga utrzymania reżimu technologicznego oraz czystości materiału wyjściowego. Z tego powodu stale rozwijane są metody wytwarzania oraz kontroli tego materiału. W niniejszej publikacji przedstawiona została nowa metoda sferoidyzacji i modyfikacji żeliwa w formie. Innowacją tej metody jest zastosowanie specjalnie opracowanej konstrukcji komory, w której zachodzi reakcja uszlachetniania żeliwa. W artykule przedstawione zostały przeprowadzone badania symulacyjne, mające na celu analizę profilu przepływającego ciekłego metalu w zadanej konstrukcji. Następnie wprowadzone zostały zmiany geometrii komory, celem optymalizacji jej kształtu oraz powtórnie wykonano analizę w tożsamych warunkach brzegowych. Wynikiem badań jest opracowanie konstrukcji, która zapewni odpowiedni charakter przepływu pozwalający na uzyskanie dobrej jakości żeliwa i odlewów z żeliwa sferoidalnego w formie odlewniczej.

EN

Ductile iron castings are widely used in many industrial branches because of their mechanical properties. The production process of such a grade of cast iron requires the maintenance of the technological regime and the purity of initial charge material. For this reason, methods of manufacturing and controlling materials are constantly being developed. This publication presents a new method of modification and spheroidization in the mould. The innovation of this method is the use of specially developed construction of the reaction chamber. Simulation studies were conducted to analyze the flow profile of liquid metal in the developed shapes of the chamber. Subsequently, the changes in the geometry of the chamber were made and analyzed under the same boundary conditions. The result of the study is the designation of a structure that will provide the appropriate flow characteristics to achieve good quality castings.

Słowa kluczowe

PL

żeliwo sferoidalne; modyfikacja i sferoidyzacja żeliwa w formie; symulacja komputerowa przepływu metalu

EN

computer simulation; modification and spheroidization in the form; ductile iron; casting technology

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 59, no. 1
• Strony: 37--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Małysza Marcin

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków, Polska

autor

Stefański Zbigniew

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. Sobczak J.J., E. Balcer, A. Kryczek. 2016. „Sytuacja odlewnictwa w Polsce i na świecie – stan aktualny, tendencje i prognozy”. Przegląd Odlewnictwa 66 (1‒2) : 16‒22.
• 2. Guzik E. 2001. Procesy uszlachetniania żeliwa – wybrane zagadnienia. Katowice: Archiwum Odlewnictwa, Monografia nr 1.
• 3. Fraś E., C. Podrzucki. 1981. Żeliwo modyfikowane. Kraków: AGH.
• 4. Sorelmetal: o żeliwie sferoidalnym. 2006. Warszawa: Metals Minerals.
• 5. Guzik E., M. Asłanowicz, R. Kluk. 1995. „Zabieg sferoidyzowania przy użyciu przewodu elastycznego”. Krzepnięcie Metali i Stopów (22) : 76‒81.
• 6. Pytel A., Z. Stefański. 2006. „Wybrane aspekty zabiegu wermikularyzowania żeliwa w formie odlewniczej”. Archiwum Odlewnictwa 6 (18) : 27‒32.
• 7. Stefański Z., A. Pytel. Patent PL 220357. 2015. Reaktor do wytwarzania żeliwa wysokojakościowego, zwłaszcza sferoidalnego lub wermikularnego.
• 8. Gwiżdż A., M. Małysza, M. Nowak. 2013. „Use of Flow-3D program for simulation of pouring and solidification process of ductile cast iron castings. Part I”. Transactions of the Foundry Research Institute 53 (1) : 35−53.
• 9. Kowalski P., K. Wańczyk, M. Małysza, A. Gil. 2015. „Numerical Analysis of Casting Process of the Diesel Engine Compressor Rotor”. Archives of Foundry Engineering 15 (2) : 51–54.
• 10. Pysz S., R. Żuczek, E. Czekaj, A. Karwiński, M. Małysza, P. Sprawka. 2014. „Integration of numerical procedures in the design and manufacturing technology on the example of a cast component for the automotive industry”. Foundry Trade Journal International 188 (3711) : 26‒29.
• 11. Burkhadarov M.R., C.W. Hirt. Casting Simulation: Mold Filling and Solidification – Benchmark Calculations Using Flow3D, https://www.flow3d.com/wp-content/uploads/2014/08/Casting-Simulation-Mold-Filling-and-Solidification-Benchmark-Calculations-Using-FLOW-3D.pdf.
• 12. Flow 3D, User Manual v10.1.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).