Введение 4
1. Современные способы непрерывного литья и прессования цветных
металлов 6
1.1 Основные этапы развития техники прессования цветных
металлов 6
1.2 Основные методы и процессы непрерывного прессования цветных
металлов 8
1.3 Прессование цветных металлов способом Конформ 19
1.4 Методы исследования процесса непрерывного литья и
прессования цветных металлов 24
1.5 Выводы по главе 31
2. Компьютерное моделирование процесса кристаллизации алюминия и
алюминиевых сплавов в установке непрерывного литья и прессования 33
2.1 Описание и принципы работы опытно-промышленной установки 33
2.2 Описание используемого программного продукта Ansys 34
2.3 Порядок решения тепловой задачи в программном комплексе
ANSYS 37
2.4 Результаты моделирования теплового процесса кристаллизации в
установке непрерывного литья и прессования цветных металлов 50
2.5 Выводы по главе 53
3. Экспериментальное исследование установки непрерывного литья и
прессования цветных металлов 54
3.1 Описание и порядок проведения эксперимента 54
3.2 Результаты экспериментального исследования 55
3.3 Сравнение результатов экспериментального исследования с
компьютерным расчетом 58
3.4 Выводы по главе 58
Заключение 63
Список использованных источников 64
Приложение А 69
В настоящее время совмещение процессов литья заготовки, пластической деформации и термообработки в единый непрерывный технологический процесс - одна из важнейших задач в металлургической промышленности.
Данная направленность обусловлена тем, что выше перечисленные методы получения металлических изделий из слитков предполагают значительные затраты энергии на нагрев слитков перед деформацией, значительную металлическую емкость прессового оборудования, наличие четко отлаженных производственных процессов, наличие больших производственных площадей, обслуживание высококвалифицированного персонала и т.д.
Опытно-промышленная установка, совмещающая процессы литья и прессования алюминиевых и медных сплавов была спроектирована и испытана в лабораторных условиях кафедры ОМД Сибирского федерального университета.
Объектом исследования данной работы является установка непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов с горизонтальным кристаллизатором.
Предметом исследования данной работы являются процессы теплообмена в установке непрерывного литья и прессования алюминиевых сплавов в переходном режиме.
Актуальность данной работы заключается в том, что, не смотря на наличие водяной системы охлаждения установки непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов, существуют сложности при регулировании тепловой работы установки в переходном режиме, в связи с чем возникает необходимость стабилизации теплового режима установки работы без нарушения технологического процесса.
Цель данной работы состоит в исследовании тепловой работы установки непрерывного литья и прессования алюминия и алюминиевых сплавов в переходном режиме на основе результатов экспериментального исследования и расчетно-теоретического исследования.
В процессе выполнения работы были решены следующие задачи:
1. Изучены современные способы непрерывного процесса литья и обработки металлов давлением;
2. Создана компьютерная модель теплообмена в установке непрерывного литья и прессования;
3. Проведено компьютерное моделирование процесса кристаллизации алюминия и алюминиевых сплавов в установке непрерывного литья и прессования в программном комплексе Ansys;
4. Проведено экспериментальное исследование процесса кристаллизации алюминия и алюминиевых сплавов в установке непрерывного литья и прессования;
5. Проанализировано изменение угла кристаллизации от времени для исследуемых сплавов АК-12, АД-31 и чистого алюминия;
В результате выполнения магистерского диссертационного исследования были получены следующие результаты:
1. Изучены современные способы непрерывного процесса литья и обработки металлов давлением;
4. Создана компьютерная модель теплообмена в установке непрерывного литья алюминия и алюминиевых сплавов;
2. Проведено компьютерное моделирование процесса кристаллизации алюминия и алюминиевых сплавов в установке непрерывного литья и прессования с горизонтальным кристаллизатором в программном комплексе Ansys;
4. Определено распределение температуры в установке непрерывного литья и прессования алюминия и алюминиевых сплавов с горизонтальным кристаллизатором в процессе кристаллизации;
5. Проанализировано изменение угла кристаллизации от времени для исследуемых сплавов АК-12, АД-31 и чистого алюминия;
6. Проведено экспериментальное исследование процесса кристаллизации алюминия и алюминиевых сплавов в установке непрерывного литья и прессования, подтверждающее адекватность компьютерной модели;
