Содержание к диссертации
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
- Установка непрерывной разливки радиального типа
- Моделирование напряженно-деформированного состояния отливки при кристаллизации
- Разработка конструкции кристаллизатора
- Конструкция и принцип действия прижимной системы
Установка непрерывной разливки радиального типа
Для выбора подходящего вида установки в каждом отдельном случае необходимо учитывать: требуемую мощность установки, качество и размеры отливки, выход годного металла, а также издержки на производство. Фирма «Indutherm» сконцентрирована на проектирование и изготовление установок полунепрерывного литья, используемых преимущественно в частной промышленности, в специально отведенных для этого небольших помещениях или цехах. Исходя из этого, криволинейный вид установки и установка радиального типа, в силу своих больших высот конструкций, не отвечают требуемым условиям.
Постепенно рынок менялся в сторону повышения качества отливки и большей гибкости при выборе поперечного сечения получаемой заготовки. Поэтому в металлообрабатывающей промышленности начал появляться интерес к горизонтальным установкам полунепрерывного литья заготовок (далее ГМПЛЗ).
Данный вид установки имеет минимальную строительную высоту и, как следствие, возможность размещения в существующих цехах, а также упрощённый монтаж и обслуживание оборудования, расположенного в одну линию. Следует также отметить удобство при манипуляции с отлитыми заготовками [12, 13].
Отсутствие деформации слитка даёт возможность разливать хрупкие и трещиночуствительные стали и сплавы, которые не выдерживают разгиба, характерного, например, для радиальных машин. Следует отметить, что данное преимущество признают, как бесспорное, руководители практически всех крупных западных фирм, занимающихся производством полунепрерывно-литейного оборудования.
Преимуществом горизонтального расположения следует также отметить гибкость конструкции, что даёт возможность при незначительных затратах менять технологическую длину машины, количество и расположение устройств вторичного охлаждения, электромагнитного перемешивания (ЭМП) и т.д., но что особенно важно, так это возможность оперативного перехода на литьё другого сечения. Следующим преимуществом горизонтальной установки относительно вертикальной заключается в возможности разливки заготовок малых сечений, благодаря прямой связи металлоприемника с кристаллизатором.
В дополнение к вышеперечисленным преимуществам можно отметить ещё такой немаловажный фактор, как стабильность получения заготовок круглого сечения. Специалисты компании "NKK" (Япония) отмечают, что ввиду высокого ферростатического давления в зоне начального формирования слитка (ЗНФС) процесс затвердевания протекает достаточно равномерно, что облегчает отливку круга, склонного к образованию овальности [14]. Ниже описаны основные преимущества горизонтальных относительно вертикальных установок: 1. Меньшие капитальные затраты на содержание за счет меньшего необходимого пространства. Это означает, что установка может использоваться в уже существующих цехах или помещениях. 2. Универсальность установки: - возможность отливки хрупких и трещиночуствительных металлов; - возможность отливки алюминийсодержащих сплавов. 3. Оперативный переход на литьё другого сечения, так как при этом необходимы лишь незначительные изменения в настройках рольганга.
Говоря о преимуществах, нельзя не сказать и о недостатках. Так, в связи с технологическими особенностями горизонтального литья, происходит неравномерное охлаждение слитка в кристаллизаторе. Учитывая, что условие кристаллизации должно сохраняться постоянным по всей длине заготовки, необходима разработка различных технологических и технических решений, которые бы способствовали улучшению качества продукции.
К другим недостаткам относят также высокие расходы в процессе производства графитовых кристаллизаторов и сложности, связанные с установкой очень точного вытяжного механизма.
По расходу электроэнергии наиболее экономичны канальные печи с более высоким КПД-, чем тигельные. Индукционные тигельные печи применяют главным образом для переплава загрязненных отходов и стружки, когда каналы зарастают чрезвычайно быстро. К общим недостаткам индукционных печей следует отнести: высокие первоначальные затраты и затруднительность механизации загрузки; необходимость загружать твердую шихту в жидкий металл, в связи с чем из печи можно сливать лишь только 3/4 расплавленного металла [15].
Металлические расплавы могут по-разному взаимодействовать с материалами футеровки тигля. Это взаимодействие может иметь чисто физическую природу, когда огнеупорный материал просто оплавляется под воздействием температуры расплава или просто растворяется в расплаве. Чаще же взаимодействие носит сложный характер, включающий многообразные явления химического и физико-химического характера - обменные реакции между огнеупорным материалом и расплавом, впитывание расплава в поры футеровки под действием капиллярных сил и т.п. Во всех случаях нельзя упускать из вида чисто механическое взаимодействие, оказываемое металлическим расплавом на огнеупорный материал вследствие действия силы тяжести [16].
Огнеупорные материалы, используемые для изготовления плавильных тиглей, можно подразделить на чисто оксидные, оксидно-графитовые и карборундовые. Плавка легкоплавких металлов часто производится в металлических (чугунных и стальных) тиглях [16].
При плавке расплав должен быть нагрет до температуры, при которой его можно заливать в литейные формы и получать доброкачественные отливки. Эта температура называется температурой заливки. Она обычно превышает температуру кристаллизации сплава на 50-200С. Чем выше температура начала кристаллизации расплава, тем больше должна быть разница между температурами заливки и начала кристаллизации. Это объясняется тем, что увеличиваются тепловые потери за счет усиления естественной конвекции окружающего воздуха и за счет излучения с ростом температуры. Поэтому в случае легкоплавких сплавов на основе олова, свинца, цинка температура заливки превышает температуру начала кристаллизации расплава всего на 50-70С, а для сплавов на основе меди, никеля, железа это превышение должно быть не менее 100—150С и может доходить до 200С [16].
Моделирование напряженно-деформированного состояния отливки при кристаллизации
По результатам расчета пористости в отливке образуется значительная по объему пористость. Она присутствует на фланцевой части отливки при значениях изоповерхности более 50%. Это указывает на то, что в этой области есть высокая вероятность образования усадочных дефектов.
На основе анализа данных тепловых полей и полей пористости был сделан вывод о необходимости дополнительного питания данного места: прибыль, находящуюся над данным местом, нужно увеличить в направлении выступа на фланце и уменьшить знаковую часть стержня.
Помимо всего прочего, СКМ ЛП «Полигон» позволяет прогнозировать также и механические свойства в отливках. В качестве примера подобной работы можно привести некоторые результаты комплексного анализа и оптимизации литейной технологии для блока цилиндров судового двигателя, отливаемого на ОАО «Звезда». Отливка «Моноблок» изготавливается из алюминиевого сплава марки АК9ч (типа A3 56) методом автоклавного литья в песчано-жидкостекольную форму с чугунными холодильниками. Затвердевание отливки «Моноблок» протекает в автоклаве при давлении 0,5 МПа, что учитывалось при моделировании и, как показали сравнительные расчеты, достаточно эффективно влияет на предотвращение развитой микропористости [35].
Прогноз механических свойств в отливке осуществлялся средствами встроенного в «Полигон» модуля критериального анализа [58], предназначенного для обработки расчетных полей, полученных при моделировании литейной технологии.
Для обеспечения высокого уровня механических свойств необходимо повышать скорость охлаждения отливки. Были исследованы пути обеспечения необходимого уровня свойств за счет небольших корректировок в технологии. Было показано, что лишь трехкратное увеличение толщины холодильника позволит настолько повысить скорость охлаждения в зоне дна камеры сжатия, что в ней будет гарантировано обеспечиваться требуемый уровень свойств.
Приведенные примеры демонстрируют широкие возможности компьютерного моделирования, в частности средствами СКМ ЛП «Полигон», для поиска условий получения отливок с заданным уровнем качества. Разработка технологии литья крупногабаритных лопаток ГТД для энергетических установок с применением систем «Полигон» и ProCast
В современном литейном производстве вопросы освоения новых отливок, повышения выхода годного, снижения трудоемкости и материальных затрат решаются с применением программных комплексов, предназначенных для моделирования литейных процессов. Это позволяет снизить затраты на проектирование и доводку литейной технологии, поскольку отработка конструкции литниково-питающей системы (ЛПС) и температурно-временных параметров технологического процесса ведется не на реальных дорогостоящих плавках, а в виртуальном пространстве математической модели.
Низкая стоимость и короткие сроки выполнения компьютерного эксперимента, а также большой объем и наглядность полученной информации о ходе технологического процесса и качестве будущей отливки делают компьютерное моделирование важнейшим инструментом опытного производства.
Целью настоящей работы являлась разработка ЛПС, обеспечивающей получение плотной отливки [59]. В литейном производстве ФГУП ММПП «Салют» проектирование литейной технологии ведется с применением СКМ ЛП «Полигон» (Россия) [60] и ProCast (Франция) [61].
В настоящей работе моделирование литейного процесса проводилось в системе «Полигон». Система ProCast была использована при подготовке геометрической модели, для расчета свойств сплава и для уточненного расчета окончательного варианта технологического процесса.
СКМ ЛП «Полигон» и ProCast решают дифференциальные уравнения тепло-и массопереноса в кристаллизующейся отливке методом конечных элементов (КЭ). Для реализации этого необходимо построение сеточной модели расчетной области, узлы которой являются вершинами тетраэдров. Под расчетной областью понимается совокупность всех тел, находящихся в тепловом взаимодействии с кристаллизующимся металлом. В данном случае расчетная область состоит из металла, керамической оболочки и теплоизоляции. Таким образом, требуется получить КЭ модель, состоящую из трех сопряженных между собой сеток.
Построение 3D модели и создание сетки для отливки осуществлялось в CAD-системе UNIGRAPHICS. После этого КЭ-сетка отливки переносилась в генератор сеток MeshCast, поставляемый как модуль системы ProCast. КЭ-сетки керамической оболочки и теплоизоляции создавались непосредственно в генераторе MeshCast, минуя стадию создания ЗБ-моделей этих тел. Следует отметить, построение ЗО-модели керамической оболочки в CAD-системе является трудоемким процессом, а построенная таким образом оболочка чаше всего далека от реальности. Генератор MeshCast позволяет в автоматическом режиме быстро построить реалистическую геометрию керамической оболочки и получить в оболочке сетку, гарантированно сопряженную с сеткой отливки.
Для получения адекватной картины микропористости в отливке важно правильно определить усадочные свойства. Кинематическая вязкость, коэффициент термического расширения расплава и изменение объема при плавлении могут быть определены по расчетным зависимостям вязкости и плотности сплава, полученным с помощью термодинамической базы данных Computherm.
На основании вышеизложенной методики были подготовлены исходные данные и проведено моделирование процесса литья рабочих лопаток 3 ступени силовой турбины СТ-20 по существующей технологии. Полученные результаты хорошо согласуются с результатами рентгенографического контроля, что подтверждает адекватность исходных данных и обоснованность выбранных настроек модели пористости.
С целью устранения дефектов было проведено моделирование в СКМ «Полигон» процесса затвердевания отливок с различными размерами прибыльной части. В качестве критерия принималось, что отливка считается годной, если по результатам моделирования пористость в отливке в целом отсутствует, а в проблемных сечениях 0,1%. На основании расчетов был сделан вывод о невозможности устранения пористости в пере путем наращивания массы прибыли или изменения схемы утепления литейного блока. В связи с этим было решено провести проектирование ЛПС, допустив установку питателей на перо лопатки.
По результатам моделирования, такая конструкция литейного блока обеспечивает получение плотного пера лопатки. В радиусах перехода из пера в бандажную полку и в замке лопатки возможна пористость не более 0,1% по шкале СМК «Полигон».
Для окончательной проверки разработанной конструкции литейного блока было проведено уточненное моделирование процесса в системе ProCast с учетом заполнения литейной формы, подтвердившее результаты, полученные в СМК «Полигон».
Разработка конструкции кристаллизатора
Для улучшения качества продукции необходимо выравнивание условий кристаллизации по толщине непрерывной заготовки. Задачей при этом является сдвиг обоих фронтов кристаллизации в сторону геометрической середины слитка.
Одно из решений устранения «дыхания» слитка заключается во внедрении слоя жидкого металла в качестве теплопроводящей среды между кристаллизатором и охлаждающим устройством. За счет этого достигается условие, когда жидкий металл позволяет сохранять теплопередачу от расплава к охлаждающему устройству даже тогда, когда кристаллизатор меняет свою геометрическую форму (искривляется или коробится) (рисунок 30).
Для того чтобы оценить пользу применения данного способа, необходимо исследовать его воздействие на протекание кристаллизации слитка. При этом должны быть применены меры, осуществляющие сдвиг «термического» центра в сторону геометрической середины непрерывной заготовки. Конструкция кристаллизатора со слоем жидкого металла: а - слой жидкого металла между кристаллизатором и охлаждающим устройством; б - компенсация кривизны кристаллизатора за счет жидкого слоя металла; 1 -огнеупорный материал; 2 - охлаждающее устройство; 3 - кристаллизатор; 4 - слой жидкого металла
При отливке цинка было установлено, что кристаллизация заготовки с новой конструкцией «кристаллизатор - охлаждающее устройство» протекает более равномерно по сравнению с тем, когда кристаллизатор зажат между верхней и нижней частью охлаждающего устройства (см. рисунок 30). При этом кристаллизационный фронт по центральной оси слитка протекает вертикально к направлению литья. Отсюда можно сделать вывод, что теплопроводность охлаждающего устройства по всей длине кристаллизатора сохраняется постоянной. К еще одному преимуществу новой конструкции охлаждающего устройства можно отнести и то, что при одинаковых температурах выхода слитка из кристаллизатора скорость отливки по сравнению с традиционной конструкцией охлаждающего устройства существенно выше.
При проведении исследований с оловянной бронзой были сделаны те же заключения, что и с бронзой. Были проведены исследования кристаллизатора с разной толщиной жидкого слоя металла на его нижней и верхней частях с целью определения насколько многообещающим является повышение теплопроводности на верхней стороне кристаллизатора. Для опытной установки на нижней стороне кристаллизатора был нанесен слой жидкого металла 6 мм, в то время как на верхнюю сторону - 3 мм. В результате проведенных опытов было установлено, что положение термической середины в связи с изменением конструкции охлаждающего устройства не изменилось. Кроме того, возникла неравномерная структура слитка относительно его термической середины, что привело к тому, что на нижней стороне слитка образовалась более крупнозернистая структура, чем на верхней.
Другой путь решения проблемы неравномерного охлаждения слитка в кристаллизаторе состоял в попытке сдвинуть термическую середину за счет сдвига зоны охлаждения в сторону направления отливки. На рисунке 31 сквозной линией изображен кристаллизационный фронт слитка при застывании металла в кристаллизаторе. Для того, чтобы обе линии пересекались в геометрической середине, необходим сдвиг нижней линии вправо (сдвиг xl).
Нижняя часть охлаждающего устройства была сдвинута в направлении от тигля для того, чтобы охлаждение нижней части кристаллизатора происходило с небольшим отставанием. Результаты показали, что положение термической середины при данном исполнении конструкции охладителя по сравнению с традиционным исполнением существенно изменилось и находится ниже геометрической середины. Только лишь после прохождения сдвига нижней части охлаждающего устройства (сдвиг xl) происходит полный охлаждающий эффект нижней части кристаллизатора.
С помощью данной конструкции возможно влияние на структуру зерен: скорость их роста заметно снижена, за счет чего структура получается крупнозернистой. Анализируя вышесказанное, можно установить, что при нанесении слоя жидкого металла в пространство между кристаллизатором и частями охлаждающего устройства заметно повышается скорость технологического процесса. За счет возрастающей при этом скорости отливки происходит сдвиг термической середины в сторону центральной оси слитка, условия кристаллизации слитка по его ширине и длине выравниваются, что в конечном итоге ведет к выпуску качественной продукции.
Описанные выше решения являются неудобными вариантами исполнения охлаждающего устройства для покупателей, так как при обслуживании такой установки требуются специальные навыки и определенный опыт работы в данной области.
Исходя из этого, было решено оставить конструкцию уже использованного фирмой Indutherm охлаждающего устройства для вертикальных машин полунепрерывного литья. При этом, однако, должно быть учтено асимметричное охлаждение слитка для достижения равномерного охлаждения отливаемой заготовки по её толщине.
Как уже было сказано, неравномерное охлаждение может возникнуть как по ширине, так и по толщине отливаемой заготовки. Таким образом, техническим результатом разработки нового охлаждающего устройства является повышение качества отливки за счет более равномерной структуры по её толщине и ширине.
Технический результат достигается за счет того, что в охлаждающем устройстве3 графитового кристаллизатора ГМПЛЗ, состоящем из верхней и нижней частей, размещенных на кристаллизаторе со стороны выхода из него заготовки, предусмотрены два контура охлаждения. При этом каждый контур состоит из канала для подвода охлаждающей жидкости, выполненного в центральной части охлаждающего устройства, вдоль направления движения металла, поперечного канала относительно направления движения металла, расположенного со стороны входа металла в кристаллизатор, с заглушкой и канала для отвода охлаждающей
Пат. на полезную модель 120901 РФ. жидкости, выполненного со стороны боковой поверхности охлаждающего устройства под углом к направлению движения металла, образуя в этом направлении сужающийся контур, а каналы для подвода охлаждающей жидкости в нижней части охлаждающего устройства снабжены кранами на входе охлаждающей жидкости. При этом угол а между каналами для отвода охлаждающей жидкости и направлением движения металла составляет 15. Данный угол обеспечивает минимальную неравномерность распределения температуры по ширине заготовки, что следует из температурного поля внутри кристаллизатора (рисунок 22), полученного в результате компьютерного моделирования нагрева кристаллизатора.
Конструкция и принцип действия прижимной системы
Блок управления пневмоцилиндрами (рисунок 61) представляет собой защитный кожух, закрепленный на передней части крышки вытяжного устройства, в котором расположены переключатели с ходовыми клапанами, регулятор давления и манометр. Для удобства контроля расположение переключателей на блоке соответствует расположению пневмоцилиндров в вытяжном устройстве.
Компоненты, применяемые в конструкции данного блока управления, использовались ранее для контроля аналогичных пневмосистем, но на вертикальных вытяжных устройствах. Таким образом, соблюдается принцип унификации в проектировании, который значительно удешевляет стоимость оборудования и упрощает процесс монтажа.
Разработанная конструкция станины выполняет не только опорную функцию, но и регулировочную, позволяющую осуществлять настройку вытяжного устройства по высоте. Для этого в станину встроен подъемный механизм, с которым и соединяется вытяжное устройство. При сборочной операции станина вытяжного устройства крепится на направляющих горизонтальной машины непрерывного литья с уклоном 2 так, чтобы поверхность вытяжных роликов и нижняя часть кокиля находились на одной оси.
Во время разработки станины были предложены два варианта сварной конструкции, а именно с асимметричным и симметричным расположением нижних стоек (рисунок 62). При этом учитывалась высота положения кристаллизатора литейной машины. Сварная конструкция станины выполнена из квадратного профиля сечением 40x40x1,5 мм. Профиль данного типа применяется фирмой Indutherm при изготовлении подставок для других видов металлургических машин.
Из двух предложенных вариантов конструкции была выбрана рама с симметричным расположением нижних стоек (тип В), т.к. данная конструкция имеет одинаково хорошую устойчивость как со стороны привода, так и с рабочей стороны вытяжного устройства.
Линия уровня рабочей поверхности вытяжных роликов зависит от вида кристаллизатора, т.е. для вытяжки круглой заготовки диаметром 70 мм вытяжные ролики располагаются ниже, чем для девяти проволок. Из этого следует, что вытяжное устройство должно регулироваться по высоте, для того чтобы поверхность вытяжных роликов и нижняя часть кристаллизатора находились на одном уровне. Данную задачу выполняет подъемный механизм станины (рисунок 63), принцип действия которого заключается во вращении подъемного шпинделя. Составными частями подъемного механизма являются гайка с фланцем, подъемный шпиндель с маховиком, поводок и направляющие пальцы [99].
Соединение вытяжного устройства с подъемным механизмом осуществляется с помощью поводка и подъемного шпинделя. Поводок крепится под основанием корпуса вытяжного устройства и имеет продольный паз, в который вставляется верхняя часть шпинделя, имеющая специальную канавку. Для снижения трения между компонентами поводок подъемного механизма изготовлен из антифрикционного материала (в данном случае латунь).
Для опытно-промышленного опробования созданных конструкций элементов разработанной ГМПЛЗ был проведен поиск литейной машины с близкими техническими характеристиками. Наиболее близкая по характеристикам оказалась шотландская установка Rautomead RMJ/H 025, установленная на ФГУП «Московский завод по обработке специальных сплаво».
В связи с возрастающей потребностью ФГУП МЗСС в изделиях из сплавов на основе золота была поставлена задача спроектировать кристаллизатор и подобрать подходящий режим разливки (скорость вытяжки) для сплава ЗлСрМ 585-50 в виде прутка диаметром 18 мм. При этом по требованию заказчика температура заготовки на выходе из кристаллизатора должна быть ниже 200С.
Температуру в тигле задали постоянной и равной 1070С (Тпл золота 585 пробы с учетом температуры перегрева). Скорость литья была принята 10 см/мин, рекомендованная УкрНИИМетом (г. Харьков) для разливки прутка диаметром 18 мм (таблица 8). С помощью СКМ ЛП ProCast были получены температурные поля в плавильной и охладительной частях установки и отливаемой заготовки (рисунок 67).
Расчётная температура заготовки на выходе из кристаллизатора составила 183С (см. рисунок 67), что соответствовало поставленной задаче (температура заготовки на выходе из кристаллизатора ниже 200С). Таким образом, для отливки прутка 0 18 мм была предложена скорость, равная 10 см/мин.
Для проверки адекватности полученных результатов компьютерного моделирования на установке Rautomead была отлита заготовка в виде прутка 0 18 мм с аналогичными параметрами литья. Для этого был изготовлен кристаллизатор по предоставленным чертежам из САПР Solidworks: температура 170С. Разница между температурами, полученными в реальных условиях и на основании рассчитанных температурных полей, составляет менее 10%, что позволяет сделать вывод об адекватности полученных результатов в программе ProCast. Результаты подтверждаются актом апробации результатов компьютерного моделирования температурных полей при разливке цветных и благородных металлов.