Введение
1. Современное состояние и тенденции в разработке конструкций установок непрерывного литья заготовок 12
1.1. Основные этапы развития непрерывного литья стали и цветных металлов 12
1.2. Метод непрерывного литья
1.2.1. Классификация установок непрерывного литья 14
1.2.2. Установка непрерывной разливки радиального типа 15
1.2.3. Горизонтальная машина непрерывной разливки 18
1.3. Выбор перспективной конструкции установки полунепрерывного литья заготовок 19
1.4. Особенности конструкций оборудования и процессов взаимодействия с ними расплавов 21
1.5. Виды кристаллизаторов 22
1.6. Основные патенты ведущих западных фирм-производителей литейного оборудования 24
1.7. Выводы по главе. Постановка цели и задач исследования 26
2. Разработка методики проектирования кристаллизатора и подбор его рациональной длины 28
2.1. Система компьютерного моделирования литейных процессов 28
2.2. Применение систем компьютерного моделирования при моделировании литейных процессов 31
2.2.1. Выбор численного метода решения задачи 31
2.2.2. Моделирование структуры формовочной смеси и распространения тепла в дисперсных формовочных материалах для прогноза их теплофизических свойств
2.2.3. Моделирование напряженно-деформированного состояния отливки при кристаллизации 38
2.2.4. Использование системы компьютерного моделирования литейных процессов «Полигон» для исследования поля температур алюминиевых сплавов 40
2.2.5. Анализ влияния свойств сплава на образование усадочных дефектов в СКМ ЛИ «Полигон» 41
2.2.6. Технологии получения качественных отливок из высокопрочных литейных алюминиевых сплавов 43
2.2.7. Разработка технологии литья крупногабаритных лопаток ГТД для энергетических установок с применением систем «Полигон» nProCast
2.3. Двумерная стационарная модель затвердевания и охлаждения полунепрерывной заготовки при отливке на ГМПЛЗ 49
2.4. Методика проектирования параметров кристаллизатора и основных элементов и устройств ГМПЛЗ 51
2.5. Расчет предварительной длины кристаллизатора при помощи системы «Полигон» 53
2.6. Расчет окончательной длины кристаллизатора при помощи системы «Полигон» 60
2.7. Проверка адекватности результатов, полученных при помощи системы «Полигон» 63
2.8. Выводы по главе 64
3. Конструктивные решения основных устройств плавильной и охладительной частей ГМПЛЗ 66
3.1. Выбор конструкции опорного узла кристаллизатора 66
3.2. Коническое соединение тигля с кристаллизатором 68
3.3. Разработка конструкции кристаллизатора 69
3.3.1. Выбор материала кристаллизатора 70
3.3.2. Конусность и шероховатость кристаллизатора 72
3.4. Асимметрично охлаждающее устройство кристаллизатора 76
3.4.1 Процесс кристаллизации при горизонтальной отливке 76
3.4.2. Способы выравнивания условий кристаллизации по толщине заготовки 78
3.4.3. Влияние нанесения слоя жидкого металла в охлаждающее устройство на протекание кристаллизации в слитке 79
3.4.4. Кристаллизатор с разной толщиной слоя жидкого металла на нижней и верхней поверхностях 80
3.4.5. Смещенное охлаждающее устройство кристаллизатора 80
3.4.6. Конструкторское исполнение охлаждающего устройства кристаллизатора ГМПЛЗ
3.5. Изготовление опорного узла кристаллизатора 86
3.6. Плавильная и охладительная части литейной машины в сборе 89
3.6.1. Назначение и расположение графитового тигля с индуктором 89
3.6.2. Назначение передней крышки камеры кристаллизатора 91
3.6.3. Назначение и расположение салазок 92
3.6.4. Монтаж и демонтаж кристаллизатора 93
3.6.5. Назначение места аварийного слива металла в опорной плите установки 94
3.7. Применение термоэлементов 95
3.7.1. Назначение и расположение термоэлементов 95
3.7.2. Описание используемых термоэлементов 97
3.7.3. Крепление термоэлементов на камере кристаллизатора 99
3.8. Выводы по главе 100
4. Конструкция вытяжного устройства ГМПЛЗ 101
4.1. Принцип действия вытяжного устройства 101
4.2. Назначение затравки 102
4.3. Схема управления асинхронного электродвигателя вытяжного устройства 103
4.4. Способы вытяжки 105
4.5. Зубчатая передача 107
4.6. Конструкция и принцип действия прижимной системы 108
4.7. Конструкция корпуса вытяжного устройства
4.8. Блок управления пневмоцилиндрами вытяжного устройства 112
4.9. Разработка рамы для крепления вытяжного устройства
4.9.1. Сварная конструкция рамы 113
4.9.2. Принцип действия подъемного механизма рамы
4.10. ГМПЛЗ в сборе 115
4.11. Выводы по главе 116
5. Опытно-промышленное опробование созданных конструкций элементов ГМПЛЗ 118
5.1. Постановка задачи на ФГУП МЗСС 118
5.2. Компьютерное моделирование литейного процесса прутка 0 18 мм сплава ЗлСрМ 585-50 118
5.3. Сравнение результатов компьютерного моделирования с результатами замера температуры на реальной отливке 121
5.4. Выводы по главе 122
Заключение 123
Список литературы
