Analysis of melting and casting processes of TiAl in the cold induction crucible vacuum furnace

• Autorzy: Jarczyk G. , Baake E. , Umbrashko A. , Fellmann H-G. , Tiefers R.

Warianty tytułu

PL

Analiza procesów topienia i odlewania aluminidków tytanu w próżniowym piecu indukcyjnym z tyglem miedzianym chłodzonym wodą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The numerical investigations of melting process of TiAl are carried out for the induction furnace with cold crucible (IFCC). The studies presented in this paper contain the numerical simulation of electromagnetic setup and turbulent melt flow of IFCC and demonstrate the possibility of using the three-dimensional transient LES approach for successful simulation of heat and mass transfer processes in metallurgical applications. This paper also contains some results of an integrated centrifugal casting process comprising an improved cold-wall-induction crucible (CIC), a preheated metallic mold and a manipulating system for charging the melt stock and unloading the cast products (automotive valves) without breaking the furnace atmosphere. In this process it is possible to produce 40 valves and 14 tensile rods in very short cycles (< 30 min) using ingots with a mass up to 8 kg.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu topienia TiAl prowadzonego w piecu indukcyjnym z tyglem miedzianym (garnisażo-wym), chłodzonym wodą (IFCC). Badania dotyczyły modelowania rozkładu pola elektromagnetycznego i przepływu wirowego (turbulentnego) ciekłego wsadu w IFCC. Wykazano możliwość zastosowania trójwymiarowego przebiegu nieustalonego LES (Large Eddy Currents) w odniesieniu do symulacji procesu przepływu ciepła i masy w aplikacjach metalurgicznych. Przedstawiono również wyniki procesu odlewania odśrodkowego, z zastosowaniem tygla garnisażowego, do podgrzanej kokili, jak również zautomatyzowanego systemu załadunku wsadu oraz wyładunku odlanych półwyrobów (np. zaworów) bez zapowietrzania atmosfery pieca. Proces ten umożliwia wyprodukowanie w bardzo krótkim czasie (<30 min) z wlewków o ciężarze do 8 kg 40 zaworów i 14 prętów na próbki do rozciągnia.

Słowa kluczowe

PL

proces topienia TiAl; piec indukcyjny; tygl miedziany; proces odlewania

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 5
• Strony: 411--413
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jarczyk G.

autor

Baake E.

autor

Umbrashko A.

autor

Fellmann H-G.

autor

Tiefers R.

• ALD Vacuum Technologies GmbH,

Bibliografia

• [1] Bojarevics V., Djambazov G., Harding R. A., Pericleous K., Wickins M.: Investigation of the cold crucible melting process: experimental and numerical study. Magneto-hydrodynamics, 4 (2003) 395-402.
• [2] Baake E., Nacke B., Bernier F., Vogt M., Mühlbauer A., Blum M.: Experimental and numerical investigations of the temperature field and melt flow in the induction furnace with cold crucible. Proc. of the Int. Seminar on Heating by Internal Sources. Padua (Italy) (2001). 21-28.
• [3] Fort J., Garnich M. and Klymyshyn N.: Electromagnetic and Thermal- Flow Modeling of a Cold-Wall Crucible Induction Melter. Metallurgical and Material Transactions B, 36B (2005) 141-152.
• [4] Thomas B. G., Yuan Q., Sivaramakrishnan S., Shi T., Vanka S. P. and Assar M. B.: Comparison of Four Methods to Evaluate Fluid Velocities in a Continuous Slab Casting Mold. Iron Steel Inst. Jpn. Int., 41 (2001) 1266- -1276.
• [5] Horvat A., Kljenak I. and Marn J.: Two-dimensional large-eddy simulation of turbulent natural convection due to internal heat generation. Int. J. of Heat and Mass Transfer 44(21) (2001) 3985-3995.
• [6] Kohno H., Tanahashi T.: Finite element simulation of single crystal growth process using GSMAC method. J. of Computational and Applied Mathematics, 149(1) (2002) 359-371.
• [7] UmbrashkoA., Baake E., Nacke B., Jakovics A.: Modeling of the turbulent flow in induction furnaces. Metallurgical and Material Transactions B 37B (2006) 831-838.