赵亚楠 卜恒勇 郭建政 何 毅

(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

锥度及高径比对大型钢锭质量的影响

赵亚楠 卜恒勇 郭建政 何 毅

(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

通过ProCAST软件系统模拟研究了96 t大型钢锭锭身高径比和锥度对钢锭凝固过程及质量的影响。结果表明，随着钢锭高径比的增大，一次缩孔位置明显上移，轴向缩松明显增多，钢锭中下部的夹杂可上浮时间缩短；锥度对钢锭质量的影响有限。

大型钢锭；凝固过程；数值模拟

影响钢锭铸造质量的因素有很多，大致可分为两个方面：一方面是工艺因素，包括浇注温度[1]、浇注速度、浇注方式、保温剂使用与否及使用量等；另一个方面为模具因素，主要包括底盘、侧模和冒口的尺寸。目前我国使用的大型钢锭模型多为几十年前研究设计的，因此有必要对现有的钢锭模尺寸进行研究优化。

A. Kermanpur、M. Heidarzadeh等人对小吨位的钢锭开展了一系列的优化工作[2-3]。Jiaqi Wang等人主要对100 t钢锭的冒口部分进行了模型优化[4]。本文以96 t钢锭为研究对象，选择5种不同的高径比、锥度(见表1)，通过模拟计算，分析钢锭的高径比、锥度对钢锭凝固过程的影响趋势，提出96 t钢锭模的优化思路。96 t钢锭示意图见图1。

1 钢锭模设计及前处理设置

1.1 钢锭模尺寸

本文以96 t钢锭为原型，通过保持钢锭的冒口、锭身和水口的体积不变，根据设定的高径比和锥度，计算得到锭身的上下直径，建立相应的三维模型。

表1 96 t钢锭主要优化参数

图1 96 t钢锭示意图

选择10个锥度、高径比不同的钢锭模型(见表2)，进行凝固模拟计算，研究分析钢锭模的高径比和锥度对钢锭凝固过程的影响。……