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水平连铸技术是一种近净成型技术，可显著减少生产工序，降低生产成本，具有良好的发展前景。目前水平连铸工艺并不成熟，因而需要采用数值模拟技术对水平连铸成型模拟，并进行工艺辅助设计。目前大多数公司以ProCAST软件作为水平连铸模拟软件。然而使用ProCAST软件模拟铸铁件水平连铸成型过程时，缩孔分布模拟结果与实际情况不符。另一方面水平连铸多采用经验设计法设计费时费力；此外目前关于晶粒生长方面的研究还不能有效控制铸铁型材的性能。本文结合科技部合作专项（编号：2012DFG70640），对铸铁件水平连铸成型过程模拟技术及工艺设计进行了研究，研究成果如下：通过炉前分析方法并结合JMatPro软件，得到了灰铸铁在凝固过程的材料密度变化曲线，实现了铸铁件水平连铸充型与凝固在一个计算模型中完成，准确预测了铸铁型材的缩孔位置。
对水渣铁生产灰铁型材过程中的金属液充型及凝固进行仿真分析。探讨了水渣铁炼铁生产灰铁消失模型材顶注式和底注式浇注系统下的数值模拟，模拟结果和试制结果表明型材存在缩孔缩松和夹渣缺陷。针对此问题本文提出阶梯式的改进方案，通过模拟可知型材缩孔缩松和夹渣基本上得到了解决，而且完全能满足型材的使用性能要求。并得出以下结论：1、开发一种利用水渣铁炼铁生产灰铁型材的新工艺方法，通过此方法利用水渣铁生产铸铁型材可缩短生产周期、降低生产成本、提高生产效率。2、通过实验可知利用水渣铁炼铁生产的灰铁消失模型材在金相组织和力学性能上完全达到标准灰铁的要求。3、使用ProCAST软件对利用水渣铁炼铁直接生产（HT150）底架型材的试制方案进行模拟分析，模拟结果可知底注式浇注工艺方案易出现明显的缩孔缩松缺陷、顶注式工艺方案有夹渣缺陷并通过试制对此进行了验证。
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