شبیه سازی ریخته‌گری تبرید مستقیم در حضور میدان مغناطیسی با فرکانس پایین به منظور تولید بیلت‌های آلیاژ آلومینیوم 7075

در ریخته‌گری تبرید مستقیم یک روش مناسب برای تولید بیلت‌های آلومینیومی با قطر بالا است. در این روش آلومینیوم مذاب در یک قالب ریخته می‌شود و قالب به‌صورت آبگرد خنک می‌شود. باوجود بهبودهای حاصل‌شده در فرایند ریخته‌گری، همچنان عیوب ناخواسته‌ای در حین تولید محصول پدیدار می‌شود. برای مقابله با این مشکلات، از روش‌های بهبودیافته فرایند تبرید مستقیم ازجمله ریخته‌گری تبرید مستقیم با استفاده از بالاپوش و ریخته‌گری در حضور میدان مغناطیسی با فرکانس پایین استفاده می شود. با توجه به مزایای ریخته گری تبرید مستقیم در حضور میدان مغناطیسی، شبیه سازی این فرایند به منظور بررسی هرچه بهتر تاثیر میدان مغناطیسی بر حوضچه مذاب اهمیت پیدا می کند، به نحوی که قبل از هرگونه کار تجربی یک تقریب عددی از میزان تاثیرگذاری میدان مغناطیسی حاصل می شود. در این گزارش، شبیه سازی فرایند ریخته گری تبرید مستقیم در حضور میدان مغناطیسی با استفاده از نرم افزار ansys fluent 19.2 صورت گرفته است. خروجی شبیه‌سازی شامل پروفیل‌های توزیع دما، کسر حجمی مایع، سرعت و خطوط جریان در حالت پایدار برای ریخته‌گری تبرید مستقیم و ریخته گری در حضور میدان مغناطیسی با فرکانس پایین برای بیلت آلیاژ آلومینیم 7075 با قطر 457 و 355 میلی متری و قالب های مربوطه است. با اعمال میدان مغناطیسی، دما در استخر مذاب در فواصل مختلف از سطح، به علت ایجاد همرفت اجباری شدید ناشی از نیروی الکترومغناطیسی یکنواخت تر شد. مشاهده شد که شدت الکترومغناطیسی تاثیر زیادی بر شکل و عمق مخزن دارد. نتایج نشان داد که براساس قطر قالب های استفاده شده، مقدار شدت میدان مغناطیسی بهینه ای وجود دارد که برای قالب با قطر 457 میلی متری 19200 آمپر-دور و برای قالب با قطر 355 میلی متری30000 آمپر-دور بدست آمد.

simulation of direct chill casting in the presence of low frequency magnetic field to produce 7075 aluminum alloy billets

direct chill casting is a suitable method for the production of high diameter aluminum sheets. in this method, molten aluminum is poured into a mold and the mold is cooled by hydrogen. despite the improvements made in the casting process, unwanted defects still appear during the production of the product. to deal with these problems, improved methods of direct refrigeration (dc) process are used, including direct refrigeration casting using hot top and casting in the presence of low frequency magnetic field (lfec). due to the advantages of direct refrigeration casting in the presence of a magnetic field, simulation of this process is important in order to better investigate the effect of the magnetic field on the molten pool, so that before any experimental work a numerical approximation of the magnetic field effect is obtained. be. in this report, the direct refrigeration casting process is simulated in the presence of a magnetic field using ansys fluent 19.2 software. the simulation output includes temperature distribution profiles, liquid volume fraction, velocity and steady-state flow lines for dc and lfec casting for 70- and 14-inch diameter aluminum alloy billets and associated molds.