论文和技术资料

摘要：为选择适宜的砂型厚度以提高铸件成品率，本研究利用COMSOL Multiphysics对熔铸AZS33耐火砖的冷却凝固过程进行了模拟，考察了不同厚度（30、40、50、60、70、80mm）刚玉砂型材料对冷却过程中的温度、热通量和热应力的传导和分布的影响。结果表明：(1)在冷却初期，砂型厚度对铸件最高温度影响较小，角部和表层区域先行凝固，中心区域温度下降缓慢，略后温度回升有助于缓解冷却应力；中期冷却时，砂型越厚，铸件温度开始下降越早，但降温速率逐渐放缓；后期降温趋缓，各区域温差减少直至冷却完成。(2)砂型厚度越小，冷却中期热通量的最大值保持稳定的时间越长，有利于逐层凝固的结构形成；较厚的砂型则在冷却后期减缓了降温速率，有助于降低铸件内部热应力，避免冷却应力的集中。(3)随着砂型厚度增加，应力峰值出现的时间缩短，冷却后期热应力的最大值持续降低，并且与砂型厚度的关系不再明显。厚度超过60mm的砂型使铸件的最大热通量持续降低，但在冷却后期不利于铸件表面热应力的消除。此外，增加砂型厚度会提高生产成本，因此刚玉砂型的最佳厚度为60mm。