Simulation of the temperature distribution and modelling of molten pool parameters at electron beam drip melting of copper

Simulation of the temperature distribution and modelling of molten pool parameters at electron beam drip melting of copper

 

In this article quasi steady-state two-dimensional heat model is implemented for the simulation of the temperature distribution in the cast copper ingots through electron beam drip melting. Regression models are estimated for the dependence of the shape of the crystallization front (molten depth, width, volume of the molten metal) on the variation of the process parameters – electron beam power, beam radius and the casting velocity. The molten pool crystallization surface and its reaching the outer wall of the ingot are discussed. The form of the crystallization front controls the dendrite structure formation, the uniform impurities’ removal, the process of refining of the metal, the surface to volume ratio of the molten metal, the roughness of the obtained ingot side-walls and thus the quality of the obtained ingots.

 

В тази статия е използван квазистационарен двуизмерен топлинен модел за симулиране на температурното разпределение в отлетите медни слитъци чрез капково електроннолъчево топене. Оценени са регресионни модели за зависимостта на формата на кристализационния фронт (дълбочина на разтопяване, ширина, обем на разтопения метал) от изменението на параметрите на процеса – мощност на електронния лъч, радиус на лъча и скорост на леене. Дискутират се повърхността на кристализиране на стопилката и достигането й до външната стена на слитъка. Формата на кристализационния фронт контролира: формирането на дендритната структура, равномерното отстраняване на примесите, процеса на рафиниране на метала, съотношението повърхност към обем на разтопения метал, грапавостта на страничните стени на получените слитъци и по този начин качеството на получени слитъци.

 

Download PDF full text
20190304-06