Stanovení intenzity chlazení během semikontinuálního odlévání hliníkových slitin 

Ing. Michal Guzej1, prof. Ing. Jaroslav Horský, CSc.1 

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, Laboratoř přenosu tepla a proudění, Technická 2896/2, 616 69 Brno, Česká republika

Při odlévání ingotů z hliníkových slitin je velký důraz kladen na dosažení výrobků bez vad. Hlavní vliv na tvorbu defektů má množství tepla, které je odebíráno z odlévaného kovu pomocí vodního proudu stékajícího z krystalizátoru po povrchu ingotu. Licí proces má dvě hlavní části. Počáteční fázi, kdy je tekutý kov nalitý do prostoru mezi krystalizátory, a ustálenou fázi, kdy je již vytvořena počáteční část ingotu a parametry lití jsou již neměnné (licí rychlost, průtok chladicí vody krystalizátorem, počáteční teplota atd.). Na tvorbu trhlin má zásadní vliv počáteční fáze, kde jsou podmínky lití velice proměnné, a proto zde dochází k velkému vnitřnímu pnutí v materiálu. Řešením je využít pulzní chlazení, které umožňuje vhodným nastavením délky pulzů snížit intenzitu chlazení. Zároveň umožňuje udržení průtoku krystalizátorem nad minimální doporučenou hodnotou, čímž nedojde k nehomogennímu chlazení po obvodu ingotu. Tento článek porovnává vliv dvou různých typů chlazení (pulzního a kontinuálního) na výslednou intenzitu chlazení, kterou reprezentuje součinitel přestupu tepla a v závislosti na povrchové teplotě ingotu. Pro účely těchto měření bylo zkonstruováno speciální měřicí zařízení, které bylo vybaveno vzorkem se zabudovanými termočlánky. Záznam teplot z experimentu byl za pomoci vyvinutého softwaru pracujícího na principu inverzního výpočtu přepočítán na povrchové teploty a odpovídající součinitel přestupu tepla a, které se dají použít jako okrajové podmínky do numerických simulací. Tím se dají přesně modelovat reálné procesy chlazení. 

Klíčová slova: odlévání hliníkových slitin; součinitel přestupu tepla; experiment; inverzní výpočty