El módulo especializado permite establecer cualquier geometría del cristalizador y la trayectoria del movimiento del lingote en la instalación, teniendo en cuenta la interacción térmica y de fuerza con todos los elementos de los mecanismos de tracción, guía, etc.
Campos de temperatura y fase
Solidificación del slab
Macro y microporosidad
Tensiones residuales
Grietas (en caliente y en frío)
Deformaciones elásticas
Deformaciones plásticas
Estructura del metal
PoligonSoft permite investigar la influencia de diversos parámetros tecnológicos en la calidad de las piezas, identificar la relación entre las variaciones de estos parámetros y la aparición de piezas defectuosas.
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Ahorra costos significativos en materiales y mano de obra, además de reducir el tiempo de desarrollo del producto
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Previene y corrige defectos de fundición, como porosidades, inclusiones de aire, o problemas de solidificación.
Experimenta con diferentes variables del proceso de fundición para encontrar la configuración más eficiente
Modelo 3D
Esquema de Solución
Campos Térmicos y de Fase
Tensiones residuales
Predicción de grietas
Transferencia de calor en las zonas de enfriamiento secundario
Transferencia de calor en la interfaz aleación-rodillos
Velocidad del slab
Temperatura de los rodillos
Temperatura del cristalizador
Transferencia de calor en la interfaz aleación-ambiente en cada zona de enfriamiento secundario (para cada superficie) y fuera de las zonas de enfriamiento secundario.
Transferencia de calor y contacto acero-cristalizador
Propiedades termofísicas y mecánicas del metal
Temperatura de colada y nivel en el cristalizador
Al crear el modelo de colada continua, tuvimos en cuenta tanto las ventajas como las desventajas de otros enfoques para abordar este problema. Como resultado, nuestra solución permite modelar el proceso de colada continua de manera más completa en comparación con soluciones similares.
Lo que ofrecemos:
Modelado del proceso de colada continua de productos de cualquier sección (rectangular, circular, etc.).
Posibilidad de definir cualquier trayectoria de movimiento del slab.
Interfaz de usuario cómoda y fácil de manejar.
Capacidad para calcular tensiones.
1 - Nivel de metal en el cristalizador
2 - Zona de interacción térmica con el cristalizador
3 - Espacio antes de la Zona de Enfriamiento
4 - Zona de Enfriamiento con Agua
5 - Zona por debajo del nivel de los desagües
Se requiere realizar un análisis para los regímenes típicos de fundición, encontrar la distribución de temperaturas en el régimen establecido, predecir la integridad del lingote y examinar las características de las tensiones residuales
Aleación: Aleación de aluminio marca D19ch
Sección del lingote: 1671x492, forma barril, altura 6700 mm
Altura del cristalizador: 115 mm
Temperatura del metal (en el mezclador): 710 °C
Cristalizador: Aleación de aluminio marca 6061-T6
Temperatura del agua de enfriamiento: 25 °C
Temperatura ambiente: 20 °C
Nivel del metal en el cristalizador: 55 mm de la parte superior
Zonas de Enfriamiento con Agua: 30 mm por debajo del borde inferior del cristalizador, extensión de 270 mm
Las zonas de enfriamiento están limitadas en la parte inferior con sistemas de drenaje que eliminan completamente el agua por debajo de su nivel.
Animación: campos de temperatura y fase durante la solidificación del lingote (sección longitudinal a lo largo de la cara ancha)
Distribución de temperaturas a lo largo del lingote (paso de 300 mm, sección) en régimen estacionario.
Recalentamiento secundario de la superficie del lingote por debajo del nivel de los desagües (régimen estacionario).
Alcanzar un régimen térmico estacionario en la fundición significa la estabilización de las características de la estructura y propiedades del metal a lo largo del volumen del lingote. El factor más significativo en este caso es la estabilización de las temperaturas y dimensiones de la cavidad de metal líquido.
Aumento de las temperaturas a medida que el lingote pasa por los puntos de control (1-8 en el corte longitudinal a lo largo del borde estrecho; intervalo de marcado de puntos de 100 mm, contando desde el nivel en el cristalizador) y su estabilización con el tiempo durante el período del ciclo de fundición.
Posición de las isosuperficies de la fase líquida en el volumen de la cavidad.
Niveles de control, con distribuciones de temperatura a lo largo del grosor del lingote en relación con zonas de enfriamiento en la superficie ( en verde a la derecha)
El análisis de la fabricación de un lingote mediante el método de fundición semicontinua puede incluir el cálculo del estado de tensión-deformación para predecir los campos de tensiones, deformaciones, desplazamientos, tendencia a la formación de grietas en caliente, entre otros.
Campo de desplazamientos (x20)
Intensidad de las deformaciones plásticas
El modelo de macro- y microporosidad en PoligonSoft permite predecir la formación de defectos asociados tanto con la falta de alimentación en áreas que quedan por encima del nivel del fundido, como en el proceso de filtración del fundido en el armazón dendrítico. En aplicación a la tarea de fundición semicontinua, el tipo de análisis está disponible al acceder a la funcionalidad del modelo universal de transferencia de calor en contacto deslizante.
Áreas de concentración de microporosidad en el cuerpo del lingote por encima del nivel de la isosuperficie 0.3% (a la izquierda); distribución en la sección transversal (a la derecha).
Los cálculos mostraron una tendencia a la formación de microporosidad hasta el 0.5% en la zona axial, causada por las características específicas de solidificación de la aleación de amplio intervalo y las condiciones de disipación de calor que se presentan.
La configuración del lingote y las velocidades moderadas de fundición permiten asegurar una clara direccionalidad en la solidificación, lo que evita la formación de áreas aisladas y fragmentadas de fundido, con la subsiguiente formación de macroporosidad.
Las medidas para controlar el nivel de microporosidad y reducir la amplitud de la zona bifásica pueden ser adicionalmente analizadas mediante modelización
Modelo 3D de la Instalación de Colada Continua de Acero N.º 2 de PAO 'Severstal'. Las zonas de enfriamiento secundario se muestran en color.
Modelo 3D del cristalizador
Canales de enfriamiento dentro del cristalizador
Dado que PoligonSoft puede simular procesos de flujo, es posible modelar cómo al inicio del proceso el molde se llena con metal fundido desde el cucharón y luego utilizar estas temperaturas en cálculos posteriores.
Se utiliza un modelo preciso del cristalizador para estudiar cómo la velocidad de colada afecta el espesor de la capa sólida que se forma en el slab.
Comparación de la temperatura en puntos de control obtenidos como resultado de la simulación con las temperaturas reales en los termopares de la máquina de fundición teniendo en cuenta el enfriamiento con agua.
Mediciones, Simulación, Сonsumo de agua
Utilizamos un modelo elastoplástico que permite modelar la deformaciones elásticas y plásticas y un criterio adicional para evaluar la probabilidad de formación de grietas en frío en la superficie del slab.
Deformación Plástica
Tensión
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