Resumen

MOSSI, A.C  y  PARIONA, M.M.. Numeric simulation of the solidification of the pure iron varying the solidification process parameters . Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia [online]. 2006, vol.29, n.3, pp.197-208. ISSN 0254-0770.

En este trabajo se realizó la simulación numérica en dos dimensiones de la solidificación del hierro en moldes de arena sintética al verde industrial, Al 50/60 y mulita por medio de la técnica de elementos finitos con el programa ANSYS. Las propiedades termofísicas del hierro fueron consideradas dependientes de la temperatura, mientras que estas propiedades para la arena y la mulita se consideraron constantes; adicionalmente, se tomó en cuenta el fenómeno de convección en la superficie externa del molde. Se estudió el efecto de los siguientes parámetros en el proceso de solidificación: tipo de arena y mulita, temperatura de precalentamiento del molde (ambiente y calentado), temperaturas de supercalentamiento del metal líquido y la pérdida de calor por convección en el molde. La optimización de estos parámetros se realizó por el método de diseño factorial. Las características metalúrgicas del cabezal de alimentación y del tope caliente no se consideraron en este estudio, ya que son irrelevantes en el comportamiento de la transferencia de calor entre el metal y el molde. Debido a que las propiedades termofísicas del hierro dependen con la temperatura, este es un tipo de problema de característica no lineal. Los resultados de la transferencia de calor se presentan en un sistema de dos dimensiones para el flujo térmico, el gradiente térmico, las curvas de enfriamiento en varios puntos de la pieza solidificada y las curvas de calentamiento y/o enfriamiento en los moldes; así como también, el análisis de los resultados por el método de planeamiento factorial fueron realizados, pues, mediante esta análisis fue encontrado que el tipo de molde influencia negativamente en el resultado, por otro lado, la interacción de la temperatura del metal con el fenómeno de confección contribuyo significativamente en el resultado. 

Palabras clave : Simulación numérica; elementos finitos; solidificación del hierro; moldes de arena; mulita.