Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка
This article is devoted to investigation of peculiarities of 50-ton sheet ingot formation from steel of the type 15Г2СФ, which is used to manufacture steel plates. With the use of the software package “MagmaSoft” computer simulation of casting and solidification of metal was performed. It is shown,...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/158 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471962221314048 |
|---|---|
| author | Біктагіров, Ф.К. Шаповалов, В.О. Гнатушенко, О.В. Качан, Р.Ю. |
| author_facet | Біктагіров, Ф.К. Шаповалов, В.О. Гнатушенко, О.В. Качан, Р.Ю. |
| author_sort | Біктагіров, Ф.К. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-28T05:10:10Z |
| description | This article is devoted to investigation of peculiarities of 50-ton sheet ingot formation from steel of the type 15Г2СФ, which is used to manufacture steel plates. With the use of the software package “MagmaSoft” computer simulation of casting and solidification of metal was performed. It is shown, that after completion of siphon casting, the metal in central axial zone of the ingot has a higher temperature than the overlying horizons. Central zone by height of the mold is also more heated to a temperature of 650–700 °C.
According to the simulation results, the total solidification time of the metal upon making this ingot is about 8 hours. As the metal solidifies, the length of the two-phase zone increases and, starting from about 2 hours after the end of casting, the rate of the liquid-solid state volume growth increases sharply. By 3 o’clock from the beginning of the solidification period, the length of the two-phase zone along the ingot axis is about 35 % of the ingot body height, and by 4.5–5 hours it is already almost 80 %. Modeling shows that a narrowing of the metal bath at the top of the mold gradually occurs and by 3.5 hours after the end of the casting, the two-phase zone in the upper part of the ingot completely covers the underlying areas of the liquid state. Therefore, from this time on, it is difficult for liquid metal to flow deep down in the ingot, which leads to the formation of shrinkage voids and increased metal porosity at the distance of 300–500 mm from the ingot top.
The revealed features of 50-ton sheet ingot formation indicate the presence of shrinkage origin defects in it, which can be detected with ultrasonic thick plates testing. Therefore, it is necessary to improve the initial cast billet quality, for example, using the electroslag heating and feed technology, that allows you to improve both physical and chemical homogeneity of such ingots. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:51Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-158 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:51Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1582023-06-28T05:10:10Z Computer modelling of 50-ton sheet ingot forming process Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка Біктагіров, Ф.К. Шаповалов, В.О. Гнатушенко, О.В. Качан, Р.Ю. flat ingot modelling MagmaSoft casting metal temperature solidification two-phase zone shrinkage defects плоский злиток моделювання MagmaSoft розливка температура металу затвердіння двофазна зона усадкові дефекти This article is devoted to investigation of peculiarities of 50-ton sheet ingot formation from steel of the type 15Г2СФ, which is used to manufacture steel plates. With the use of the software package “MagmaSoft” computer simulation of casting and solidification of metal was performed. It is shown, that after completion of siphon casting, the metal in central axial zone of the ingot has a higher temperature than the overlying horizons. Central zone by height of the mold is also more heated to a temperature of 650–700 °C. According to the simulation results, the total solidification time of the metal upon making this ingot is about 8 hours. As the metal solidifies, the length of the two-phase zone increases and, starting from about 2 hours after the end of casting, the rate of the liquid-solid state volume growth increases sharply. By 3 o’clock from the beginning of the solidification period, the length of the two-phase zone along the ingot axis is about 35 % of the ingot body height, and by 4.5–5 hours it is already almost 80 %. Modeling shows that a narrowing of the metal bath at the top of the mold gradually occurs and by 3.5 hours after the end of the casting, the two-phase zone in the upper part of the ingot completely covers the underlying areas of the liquid state. Therefore, from this time on, it is difficult for liquid metal to flow deep down in the ingot, which leads to the formation of shrinkage voids and increased metal porosity at the distance of 300–500 mm from the ingot top. The revealed features of 50-ton sheet ingot formation indicate the presence of shrinkage origin defects in it, which can be detected with ultrasonic thick plates testing. Therefore, it is necessary to improve the initial cast billet quality, for example, using the electroslag heating and feed technology, that allows you to improve both physical and chemical homogeneity of such ingots. Статтю присвячено дослідженню особливостей формування 50-тонного листового злитка зі сталі типу 15Г2СФ, що йде на виготовлення товстолистового прокату. З використанням програмного пакету «MagmaSoft» виконано комп’ютерне моделювання розливки і затвердіння металу. Показано, що після закінчення розливки сифонним способом метал у центральній осьовій зоні злитка має більш високу температуру у порівнянні з розташованими вище горизонтами. Також більш прогрітою, до температури 650–700 °С, є центральна за висотою зона виливниці. Згідно з результатами моделювання, повний час затвердіння металу при отриманні даного злитка складає близько 8 годин. У міру затвердіння металу збільшується протяжність двофазної зони і, починаючи приблизно з 2 годин після закінчення розливки, темп нарощування об’єму рідко-твердої області різко зростає. Так, через 3 години з початку періоду затвердіння протяжність двофазної зони за віссю злитка складає близько 35 % від висоти тіла злитка, а через 4,5–5 годин – вже майже 80 %. Моделювання показує, що поступово відбувається звуження металевої ванни на верхньому рівні виливниці, та через 3,5 години після закінчення розливки двофазна зона у верхній частині злитка повністю перекриває розташовані нижче області рідкого стану. Тому з цього часу ускладнюється надходження рідкого металу із надливу вглиб злитка, що призводить до утворення на відстані 300–500 мм від його верху усадкових порожнин і підвищеної пористості металу. Виявлені особливості формування 50-тонного листового злитка свідчать про наявність у ньому дефектів усадкового походження, які можуть бути виявлені при ультразвуковому контролі товстолистового прокату. Тому необхідно підвищувати якість вихідної литої заготовки, наприклад, використовуючи технологію електрошлакового обігріву та підживлення, яка дозволяє підвищити не тільки фізичну, а й хімічну однорідність подібних злитків. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-28 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/158 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 27 No. 5-6 (2019): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 27 № 5-6 (2019): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/158/159 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | плоский злиток моделювання MagmaSoft розливка температура металу затвердіння двофазна зона усадкові дефекти Біктагіров, Ф.К. Шаповалов, В.О. Гнатушенко, О.В. Качан, Р.Ю. Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| title | Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| title_alt | Computer modelling of 50-ton sheet ingot forming process |
| title_full | Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| title_fullStr | Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| title_full_unstemmed | Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| title_short | Комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| title_sort | комп’ютерне моделювання формування 50-тонного листового злитка |
| topic | плоский злиток моделювання MagmaSoft розливка температура металу затвердіння двофазна зона усадкові дефекти |
| topic_facet | flat ingot modelling MagmaSoft casting metal temperature solidification two-phase zone shrinkage defects плоский злиток моделювання MagmaSoft розливка температура металу затвердіння двофазна зона усадкові дефекти |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/158 |
| work_keys_str_mv | AT bíktagírovfk computermodellingof50tonsheetingotformingprocess AT šapovalovvo computermodellingof50tonsheetingotformingprocess AT gnatušenkoov computermodellingof50tonsheetingotformingprocess AT kačanrû computermodellingof50tonsheetingotformingprocess AT bíktagírovfk kompûternemodelûvannâformuvannâ50tonnogolistovogozlitka AT šapovalovvo kompûternemodelûvannâformuvannâ50tonnogolistovogozlitka AT gnatušenkoov kompûternemodelûvannâformuvannâ50tonnogolistovogozlitka AT kačanrû kompûternemodelûvannâformuvannâ50tonnogolistovogozlitka |