钢水流动与型筒振动耦合对离心铸造炉管壁厚的影响

李柳湘, 李正美, 展益彬, 安 琦

(1.华东理工大学机械与动力工程学院,上海 200237; 2.卓然(靖江)设备制造有限公司,江苏靖江 214500)

钢水流动与型筒振动耦合对离心铸造炉管壁厚的影响

李柳湘1, 李正美1, 展益彬2, 安 琦1

(1.华东理工大学机械与动力工程学院,上海 200237; 2.卓然(靖江)设备制造有限公司,江苏靖江 214500)

建立了离心铸造炉管时的钢水流动与型筒振动的耦合模型,结合传递矩阵法,利用MATLAB编程对模型进行求解,得到了各个时刻型筒的振动和内部的钢水分布情况。计算结果表明,离心铸造时的钢水分布与型筒振动相互影响。钢水倒入型筒之后,整个系统的振动性能受到影响,包括振幅和共振转速等。型筒振动会使炉管壁厚产生不均现象:型筒的偏心量越大,炉管壁厚不均程度越严重;倒入的钢水量越大,炉管壁厚不均程度越严重。

离心铸造; 型筒; 振动; 钢水流动; 炉管壁厚

工业裂解炉炉管主要依靠离心铸造法生产。由于离心铸造过程中型筒存在振动、离心铸造机各零部件存在加工及安装误差等因素,铸造成型的炉管往往存在径向及长度方向壁厚的不均匀,需要二次加工,所以对引起炉管壁厚不均的因素进行研究很有必要。

长期以来,国内外不少学者对离心式铸造过程进行研究。Wu等[1]建立了立式离心铸造充型过程的数学模型,通过编制程序,考察了浇铸位置对充型效果的影响,并将结果与水力学试验结果[2]进行了对比。宋男男等[3]建立了描述流体在卧式离心力场下充填旋转型腔的数学模型,采用C++语言编制程序,对卧式离心铸造的充型过程进行了模拟。……