Numeryczna optymalizacja procesu zasilania odlewu przez zastosowanie nadlewów oceplanych zasypką egzotermiczno-izolacyjną

• Autorzy: Gradowski A.

Warianty tytułu

EN

Numerical optimisation of casting feeding by application of risers solidifying in an insulating layer and risers coated with exothermic powder

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono numeryczną analizę procesu krzepnięcia i zasilania odlewu płyty staliwnej z zastosowaniem nadlewów o kształcie cylindrycznym, zbieżnym w dół. Do obliczeń procesu zasilania przyjęto zastosowanie nadlewu zwykłego , nadlewu w otulinie izolacyjnej oraz nadlewu izolowanego jednoczesnym ocieplaniem jego powierzchni górnej za pomocą zasypki egzotermiczno-izolacyjnej. Skonstruowany, model matematyczno-fizyczny uwzględnia sprzężenie procesu wymiany ciepła, powstawania jamy skurczowej i rozwoju pola porowatości w obszarze odlewu. Opracowany program pozwala na przeprowadzenie serii eksperymentów numerycznych umożliwiających wytypowanie zych czynników decydujących o skuteczności procesu zasilania. Jego zastosowanie umożliwia wielowariantową analizę szerokiej gamy nadlewów o odmiennych sposbach izolowania lub ocieplania. Wyniki przeprowadzonych obliczeń - przedstawione metodą graficzną z równoczesnym ujęciem tabelarycznym - pozwalają na wizualno-ilościowąanalizę przebiegu podstawowych parametrów badanych procesów cieplno-fizycznych. Przeprowadzone eksperymenty numeryczne wykazują, że istotny wpływ na tworzenie się porowatości i obszaru jamy skurczowej ma czas krzepnięcia nadlewu, zależny od kształtu, wymiarów i technoiogicznyeh metod jego izolowania i ocieplania.

EN

In the article numerical analysis is presented of the solidification and feeding processes of a steel plate casting fed with the selected cylindrical risers with the conicity in a downnward direction. To the calculations of the feeding process parameters, the following risers have been chosen: risers without thermal insulation, risers solidifying in an insulating layer and risers coated with exothermic powder. The designed mathematical and physical model considers coupling with the heat exchange process, the formation of shrinkage cavities and the development of the porosity field in the casting area. The elaborated programme permits to carry out a series of numerical experiments enabling the selection of the more important factors, which decide on the effectiveness of the feeding process. Its application makes it possible to use the multi-variant analysis of a large game of risers with varied methods of insulation and coating with exothermic powder. The results of the carried out calculations - shown in a graphic way with simultaneous tabular presentation - allow to make a visual-quantitative analysis of the course of the essential parameters of the investigated thermo-physical processes. The carried out numerical experiments indicate that the significant influence of the formation of porosity and the shrinkage cavity has the time of the riser solidification. It depends on the shape, dimensions and technological methods of risers insulation and their coating with exothermic powder.

Słowa kluczowe

PL

analiza numeryczna; odlew; nadlew; model matematyczny; model fizyczny; krzepnięcie odlewu

EN

numerical analysis; cast; riser head; mathematical model; physical model; solidification

• Wydawca: Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Odlewnictwa
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 53, nr 1
• Strony: 7--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il.

Twórcy

autor

Gradowski A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Modelowania Procesów Odlewniczych

Bibliografia

• 1. GRADOWSKI A.: Numerical simulation of porosity field formation in cast steel casting. 2nd International Conference. Theory an Foundry. Acta Metallurgica Slovaka 3/2001 (1/2), s. 363-368.
• 2. GRADOWSKI A.: Modelowanie numeryczne skuteczności zasilania odlewu przy zastosowaniu nadlewów krzepnących w otulinach izolacyjnych. III Międzynarodowa Konferencja „Nauka dla przemysłu odlewniczego". Kraków, wrzesień, 2001, s. 49-54.
• 3. GRADOWSKI A.: Numeryczna optymalizacja kształtu nadlewu pod kątem zmniejszenia pola porowatości i zwiększenia obszaru zasilania w odlewach staliwnych. Praca własna nr 10.10.170.53 Wydział Odlewnictwa 1999 (praca nie publikowana).
• 4. FLEMINGS M.: Solidification Processing. Mc Graw-Hill Comp., New York, 1974.
• 5. KAPTURKIEWICZ W: Symulacja numeryczna tworzenia się porowatości skurczowej we wlewku. XII Sympozjum Naukowe IT i MO AGH. Kraków 1986, s. 21 - 31.
• 6. CHIOU TSAI H.L.: Modeling of Porosity Formation in Castings. AFS Transactions, 1990, s. 823-830.
• 7. LONGA W: Krzepnięcie odlewów. Wyd. Śląsk. Katowice, 1985.
• 8. IGNASZAK Z.: Termofizyczne parametry materiałów izolacyjnych w zastosowaniu do zasilania odlewów. Solid. of Metals Alloys., 1999, vol. 1, Book no. 40.