1 / 5 立模浇铸下铜阳极板凝固过程的数值模拟范超，张芳萍，赵爱春，李怡宏（太原科技大学山西冶金设备设计理论与技术重点实验室，太原）摘要： 利用和平台，采用数值模拟的方式研究立模浇铸铜阳极板的成型过程，分析阳极板在浇铸成型过程中温度变化、成型状态、凝固方式及缩孔情况，利用金属凝固学相关原理，预测阳极板板面成型及质量情况。特别设计了漏斗型辅助浇口和梯形体辅助浇口两种辅助浇铸方式。结果表明，漏斗型辅助浇口在实际生产中更具合理性，有利于铜阳极板立模浇铸工艺的下一步开发和改进。关键词： 铜阳极板；立模浇铸；浇口设计；凝固成型；数值模拟中图分类号：文献标志码：文章编号：（）, , , （, , , ）：. , , , . . , ., , . . . ：; ; ; ; 我国精炼铜消费量从年的万增长到年的万，而年的消费量预计上升[] ，整个市场呈现出稳步增长的态势，铜冶金技术的产业升级也迫在眉睫。在当前的铜冶金中，阳极板制造大多采用圆盘浇铸机[]。单纯凭借人为经验浇铸而成的铜阳极板往往质量不佳，厚薄不均、挂耳断裂、内部疏松等问题也层出不穷，且生产效率低下，无法满足电解工序对阳极板质量和数量的要求[] 。因此，圆盘浇铸机定量浇铸和开发更为先进的浇铸设备及工艺成为人们的新课题，其中， 也包括大极板立模浇铸机的研究[]。本文在使用大极板立模浇铸成型法制备阳极板的基础上，探究了在立模浇铸下铜阳极板的凝固成型过程。模拟方法首先通过现场勘察，测出其生产线上现有的通用阳极板形状及尺寸，并使用绘制三维图，阳极板示意图 如图所示。 铜阳极板的相关参数：阳极板板面横向宽度、阳极板板面宽度、挂耳处内径、挂耳处最小间距、阳极板板面纵向长度、挂耳处宽度、挂耳处外径、挂耳处最大间距。图 阳极板示意图收稿日期 ：基金项目 ：国家自然科学基金青年基金资助项目（）；山西省自然科学基金面上项目（）作者简介 ：范超（），男，山西吕梁人，硕士研究生；通信作者 ：张芳萍（），山西太原人，教授，硕士生导师. 模型基本假设出于减少工作量的考虑，也为了更好地掌握关键影响因素，本研究做出如下假设：）冷却水为不可压缩流体，即忽略冷却水的密度变化；）阳极立模水冷系统中冷却水的流动是稳态流动，即冷却水的流动不受时间的影响；）不考虑冷却过程中冷却水的汽化。浇口数值模拟方法以阳极板为主要研究对象，由于立模浇铸机上方浇铸口只有宽度，使用传统的浇包必然要减慢浇铸速度，影...
