Дослідження впливу конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку в середовищі параметричного моделювання SolidWorks Flow Simulation
Loading...
Files
Date
2020
Authors
Конончук, С. В.
Скрипник, О. В.
Свяцький, В. В.
Пукалов, В. В.
Kononchuk, S.
Skrypnyk, O.
Sviatskyi, V.
Pukalov, V.
Свяцкий, В. В.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
В статті досліджено вплив конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку. В
САЕ-модулі параметричного моделювання SolidWorks Flow Simulation підтверджено можливість
зменшення швидкості руху розплаву за рахунок використання шлаковловлювача з гальмуючими
ребрами. Запропоновано оригінальну конструкцію ребристого шлаковловлювача, яка забезпечує
вловлювання шлаків та плавне заповнення форми сплавом за рахунок зниження швидкості руху розплаву без додаткових витрат металу. Встановлено, що швидкість потоку по висоті перерізу запропонованого ребристого шлаковловлювача менша на 0,028 м/с або 14,5 % у порівнянні з традиційним. З використанням надрукованого на 3D принтері ребристого шлаковловлювача була виготовлена ливарна форма, яка показала задовільну формувальну здатність. SolidWorks Flow Simulation Parametric Modeling Environment The most common technology for the manufacture of metal parts and work pieces is casting. High-tech branches of mechanical engineering require the production of high-quality castings of complex configuration from modern alloys with a given chemical composition and mechanical properties.
The analysis of the causes of slag inclusions and ways to prevent them showed that in addition to
technological means related to quality preparation of metal before pouring, a significant role is played by quiet
continuous pouring of metal and properly designed foundry system, including slag trap. However, the use of the
most common foundry systems (braking, throttle, with centrifugal slag traps, rain, siphon) to increase the
efficiency of slag retention is associated with increased metal consumption, and as a consequence, leads to an
increase in the cost of casting. Conducting experimental research by varying the design of the slag trap leads to an increase in the number of field experiments, given their complexity, limited by great difficulties. On the other hand, computer flow modeling allows to study the influence of slag trap design on the flow rate of the melt at the design stage and significantly reduce the cost of introduction of new castings. In order to reliably capture slag and reduce the speed of movement of the melt in the foundries, which provides a smooth filling of the form with an alloy, but without additional costs of metal, the original design of the ribbed slag catcher is proposed. The results of parametric modeling of the melt flow in the channel of the ribbed slag trap showed a decrease in the flow rate along the cross-sectional height of the slag trap compared to traditional by 0.028 m / s or 14.5%. This allowed to reduce the length of the slag trap to the first feeder. The expected metal savings are 0.26%. The form made using a 3D model of the slag trap showed satisfactory molding ability.
But the obtained research results are of a recommendatory nature and require practical verification in
the production environment. In addition, by varying parameters such as the height of the ribs, the distance
between them, the angle of inclination, we can obtain similar results for different castings of different alloys.
Given all this, there is a need for further study of the impact of the design of the slag trap on the efficiency of
slag retention. В статье исследовано влияние конструкции шлакоуловителя на эффективность задержки шлака. В САЕ-модуле параметрического моделирования SolidWorks Flow Simulation подтверждена возможность уменьшения скорости движения расплава за счет использования шлакоуловителя с тормозящими ребрами. Предложена оригинальная конструкция ребристого шлакоуловителя, которая обеспечивает улавливание шлаков и плавное заполнение формы сплавом за счет снижения скорости движения расплава без дополнительных затрат металла. Установлено, что скорость потока по высоте сечения предложенного ребристого шлакоуловителя меньше на 0,028 м/с или 14,5 % по сравнению с
традиционным. С использованием напечатанного на 3D принтере ребристого шлакоуловителя была
изготовлена литейная форма, которая показала удовлетворительную формовочную способность.
Description
Keywords
шлаковловлювач, шлакова раковина, шлакове включення, швидкість спливання, ливниково-живильна система, 3D-модель, витрата металу, піщано-глиниста суміш, формувальна здатність, slag trap, slag inclusion, flow rate, gating system, 3D-model, metal consumption, sand-clay mixture, mouldability, шлакоуловитель, шлаковая раковина, шлаковое включение, скорость течения, литниково- питающая система, расход металла, песчано-глинистая смесь, формовочная способность
Citation
Дослідження впливу конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку в середовищі параметричного моделювання SolidWorks Flow Simulation / С. В. Конончук, О. В. Скрипник, В. В. Свяцький, В. В. Пукалов // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. - Кропивницький : ЦНТУ, 2020. - Вип. 3 (34). - С. 108-117.