Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОТЛИВКИ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ

Прохоров А.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет»

В настоящее время модернизация методов непрерывной разливки металла невозможна без теоретического изучения теплофизических факторов, оказывающих влияние на производительность и стабильность процесса непрерывного литья.

Аналитические модели, описывающие тепловые процессы при литье металла, в основном, построены для циклического вытягивания заготовок из кристаллизаторов (движение – остановка). Большинство методик расчета температурных полей при затвердевании металла в случае непрерывного движения заготовки в кристаллизаторе также не учитывают влияние линейной скорости перемещения на тепловые процессы и базируются на полуэмпирических соотношениях.

Автором предлагается аналитическая математическая модель тепловых процессов, протекающих при непрерывной отливке в заготовке при ее движении с постоянной скоростью в кристаллизаторе, учитывающая выделение скрытой теплоты плавления и охлаждающее воздействие стенок кристаллизатора, а также других факторов.

Предполагается, что затвердевание заготовки происходит в прямом цилиндрическом кристаллизаторе с металлической вставкой, охлаждение постоянно по всей длине кристаллизатора, а основная доля скрытой теплоты кристаллизации выделяется в пределах жидкого ядра отливки.

В этих условиях процесс охлаждения расплава описывается дифференциальным уравнением конвективной теплопроводности, после решения которого было получено инженерное выражение для расчета температурных полей в заготовке.

Расчетные эксперименты по построению температурных полей проводились для непрерывно-литого чугунного слитка. В отличие от известных работ в построенной модели было изучено влияние скорости движения слитка в процессе затвердевания расплава.

Таким образом, автором предложена аналитическая теплофизическая модель охлаждения металла при непрерывном процессе литья в кристаллизаторе. Модель учитывает основные производственные и теплофизические условия формирования отливок: скорость извлечения заготовки из кристаллизатора, теплообмен между кристаллизирующимся металлом и внутренней поверхностью кристаллизатора, геометрические параметры заготовки и физические особенности металла, включая выделение в заготовке скрытой теплоты плавления.


Библиографическая ссылка

Прохоров А.В. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОТЛИВКИ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 8-2. – С. 401-401;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=7115 (дата обращения: 14.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074