Доктор технических наук, профессор, кафедра теплотехники и гидрогазодинамики, Политехнический институт, СФУ.
660074, Красноярск, ул. Киренского, 26а
Dr. Sci. (Tech.), Prof., Department of heat engineering and hydro-gas dynamics, Polytechnic Institute.
660074, Krasnoyarsk, Kirenskogo str., 26a
Аспирант, кафедра теплотехники и гидрогазодинамики, Политехнический институт, СФУ.
660074, Красноярск, ул. Киренского, 26а
Potapenko A.S. — Graduate student, Department of heat engineering and hydro-gas dynamics, Polytechnic Institute, SibFU.
660074, Krasnoyarsk, Kirenskogo str., 26a
Доктор технических наук, профессор, кафедра обработки металлов давлением, Институт цветных металлов и материаловедения, СФУ.
660025, Красноярск, пр-т Красноярский рабочий, 95
Dr. Sci. (Tech.), Prof., Department of metal forming, Non-Ferrous Metals and Material Science Institute, SibFU.
660025, Krasnoyarsk, pr-t Krasnoyarskij rabochij
Аспирант, кафедра теплотехники и гидрогазодинамики, Политехнический институт, СФУ.
660074, Красноярск, ул. Киренского, 26а
Graduate student, Department of heat engineering and hydro-gas dynamics, Polytechnic Institute, SibFU.
660074, Krasnoyarsk, Kirenskogo str., 26a
Приведены результаты численного исследования температурно-временных зависимостей при непрерывном совмещенном процессе литья и прессования опытного алюминиевого сплава АК12, имеющего различную температуру перегрева, в интервале времени от пуска до момента выхода установки на стационарный тепловой режим. Расчеты выполнены на основе трехмерной компьютерной модели сложного теплообмена в установке новой конструкции, оснащенной горизонтальным карусельным кристаллизатором. Проведены теоретические исследования воздействия перегрева заливаемого алюминиевого расплава на процессы нестационарного теплообмена. Определено влияние характера теплообмена в переходном тепловом режиме на температурное поле затвердевающего расплава на различном его удалении от места заливки. Показано, что по мере разогрева кристаллизатора в переходном процессе возрастает несимметричность температурного поля в контрольном сечении металла вблизи инструмента прессования со сдвигом области с максимальной температурой к контактирующей поверхности кристаллизатора. Установлено, что продолжительность переходного процесса при пуске установки из холодного состояния до достижения ею стационарного теплового режима зависит от температуры заливаемого расплава. Определен максимальный предел величины перегрева заливаемого металла, выше которого при реализации технологии непрерывного совмещенного процесса литья-прессования алюминиевый расплав не затвердевает в кристаллизаторе, и требуется организация принудительного охлаждения элементов установки. Проведена оценка влияния перегрева расплава на характер температурного поля по сечению кристаллизатора во всем периоде переходного теплового процесса. Предложены конструктивные мероприятия, обеспечивающие в ходе эксплуатации установки рациональные температурные условия работы подшипников.
The article presents the results of a numerical study of temperature-time dependences in continuous combined casting and pressing of the AK12 experimental aluminum alloy, which has a different overheating temperature, in the time interval from start-up to the moment of the unit reaching the stationary thermal regime. Calculations are carried out on the basis of a three-dimensional computer model of complex heat transfer in the unit of a new design equipped with a horizontal carousel crystallizer. Theoretical studies are conducted to determine the influence of superheating of poured aluminum melt on the processes of unsteady heat transfer. The influence of the nature of heat transfer in the transient thermal regime on the temperature field of the solidifying melt at different distances from the pour point is determined. It is shown that as the crystallizer heats up in the transition process, the asymmetry of the temperature field in the control section of metal increases near the pressing tool with the shift of the maximum temperature region to the crystallizer contac surface. It is found that the transition process duration when starting the unit in a cold state until it reaches a stationary thermal regime depends on the temperature of poured melt. The maximum limit of the overheating value is determined, above which poured metal, when implementing the technology of continuous combined casting and pressing, aluminum melt does not solidify in the crystallizer and forced cooling of unit elements must be arranged. The influence of melt overheating on the pattern of the temperature field along the crystallizer cross section over the entire period of the transient thermal process is estimated. Design measures to ensure rational temperature conditions of bearings during the unit operation are determined.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.