طراحی قالب ریخته‌گری تکباری و شبیه‌سازی فرآیند بهینه ذوب‌ریزی ویژه‌ی تولید تختال‌های فولادی کم‌آلیاژی

هدف از پژوهش حاضر، طراحی قالب ریخته‌گری تکباری و انتخاب فرآیند بهینه ذوب‌ریزی ویژه‌ی تولید تختال‌های فولادی کم‌آلیاژی و شبیه‌سازی فرآیند مذکور جهت صحه‌گذاری آن می‌باشد. برای این منظور، ابتدا یک قالب فلزی (مسی با جریان آبگرد) با ابعاد mm300 150 × 4000 × 2000  طراحی گردید. سپس طراحی قالب و فرآیند بهینه ذوب‌ریزی تکباری توسط نرم افزار ریخته‌گری procast شبیه‌سازی شد. قابل ذکر است که برای شبیه‌سازی فرآیند ریخته‌گری تختال مورد نظر، ضخامت‌های 300 و 150 میلی‌متر در نظر گرفته شد. همچنین برای خانواده‌ی فولادهای کم‌آلیاژی، فولاد aisi 5132 در نظر گرفته شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که استفاده از قالب مسی برای ریخته‌گری تختال‌های فولادی کم‌آلیاژی نتایج قابل قبولی را ارائه می‌نماید. برسی نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت تختال فولادهای کم‌آلیاژی از 150 میلی‌متر به 300 میلی‌متر، میزان حفرات گازی و انقباضی، زمان انجماد، میزان تلاطم مذاب، تعداد نقاط داغ تختال و مدت زمان لازم جهت رسیدن مذاب به خط سالیدوس همگی افزایش یافته و در مقابل، نرخ انجماد کاهش می‌یابد.

Batch type Casting Mold Design and Simulation of Optimal Pouring Process, Specially for Low-Alloy Steel Slabs Production

The aim of this study was mold design for batch type casting and selection of optimal pouring process, especially for lowalloy steel slabs production with dimensions and the simulation for validation of mentioned process. For this purpose, initially a metallic mold (water cooled copper) with dimensions 4000 × 2000 × 150300 mm was designed. Then, batch type mold design and pouring optimization process were simulated by ProCAST casting software. It is noteworthy that for the slab casting process simulation, thicknesses of 150 and 300 mm were considered. Also for highalloy steels family, AISI 5132 steel were considered. The results showed that the use of copper mold for steel slabs casting of lowalloy steels provided satisfactory results. The results showed that by increasing the thickness of low alloy steels slabs from 150 mm to 300 mm, amount of gas and contraction cavities, solidification time, melt turbulence, the number of slab hot spots and the time necessary to achieve the melt to solidus line all increased and in contrast, the solidification rate decreased.