Автоматизация | |
Название | Компьютерное моделирование теплового режима изложницы при кристаллизации слитков черновой меди |
Автор | Огородникова О. М., Рябов Д. Г., Радя В. С. |
Информация об авторе | Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург О. М. Огородникова, доцент кафедры «Электронное машиностроение», рук. Техноцентра компьютерного инжиниринга, e-mail: O.M.Ogorodnikova@bk.ru
ОАО «Уральский институт металлов», г. Екатеринбург Д. Г. Рябов, науч. сотр. В. С. Радя, зав. лаб., лаборатория литейного производства |
Реферат | Актуальность работы обусловлена необходимостью внедрения современных технологий проектирования и компьютерного исследования цифровых моделей в повседневную практику металлургического производства. Компьютерному инженерному анализу Computer Aided Engineering (САЕ) были подвергнуты литые изложницы, используемые на Среднеуральском медеплавильном заводе для получения слитков черновой меди. Сформулированы и верифицированы по показаниям тепловизора граничные условия теплопередачи через поверхности «изложница – слиток», «изложница – внешняя среда», «слиток – внешняя среда». В соответствии с верифицированной моделью нестационарной теплопроводности проведено компьютерное вычисление температурных полей в изложнице при кристаллизации черновой меди. Построен алгоритм связанного анализа температурных полей и напряженно-деформированных состояний. На послойной конечно-элементной сетке реализована вычислительная модель, позволяющая оценить коробление и растрескивание изложницы при эксплуатации. На этапе анализа прочности, трещиностойкости и коробления изложницы в качестве тепловой нагрузки, вызывающей появление внутренних напряжений и остаточных деформаций, приложены вычисленные на первом этапе нестационарные, неравномерные температурные поля. Результаты компьютерного моделирования использованы для оптимизации конструкции изложницы. Изготовлена партия литых изложниц усовершенствованной конструкции, в дальнейшем прошедшая опытную эксплуатацию. Средняя стойкость опытных изложниц увеличена на 15 %. К моменту их выхода из строя коробление стенок и дна не наблюдалось. Таким образом, компьютерное моделирование теплового режима изложницы при кристаллизации слитков черновой меди является эффективным инструментом совершенствования технологических процессов. |
Ключевые слова | Компьютерное моделирование, метод конечных элементов, WinCAST, изложница, черновая медь, кристаллизация |
Библиографический список | 1. Абрамов В. В., Курганов В. А. Термоуравновешенная металлургическая изложница. — М. : Металлургия, 1988. — 144 с. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |