工艺模型利用三维造型软件Solidworks将初始工艺图转化为三维图，形成工艺模型如所示。工艺优化将工艺模型数据格式进行转换，对其进行凝固过程的温度场模拟，预测缺陷，优化工艺。1温度场初始化对工艺模型进行网格剖分，温度场初始化物性参数设置如。温度场的基础参数为：铸件材质ZG230－450，潜热259.6J／g，环境温度20℃，液相线温度1502.6℃，固相线温度1447.5℃，合金热辐射系数0.375Cal.
边界条件确定铸件／铸型导热系数0.096J／cms℃。临界温度指金属液失去流动的温度，尽管失去了流动性，此温度还远远大于固相线温度，其值与铸钢种类有关，一般取液、固相线温度差的70％。对其进行凝固过程的温度场数值模拟，其结果如所示。
优化后工艺方案a、3b分别显示的是凝固开始前期和即将结束时刻的固相、液相分布图（浅色为固相，深色为液相）。可以看出，凝固前期在端盖的大法兰端中部液相不连续，凝固后期同样在端盖的直壁部分也存在着孤立的液相区，说明在这些部位会出现缩松或缩孔缺陷。在以前的实际生产中，铸件确实曾出现这种现象，说明此工艺的模拟结果与生产中的缩松缺陷的产生情况吻合。
对产生的缺陷进行分析，浇注温度1560℃，偏高；同时，铸件太大，直壁部分的壁厚只有120 mm，补缩通道太窄；大法兰端与侧壁热节处冷却缓慢，致使铸件产生缩松。然而在凝固后期内圈大冒口中仍有大量的金属液存在，说明冒口偏大。
对工艺进行修改，改为1555℃浇注；同时，增大补贴的横向尺寸，使补缩通道增宽；内圆砂芯下部间隔放置150×80×300挂砂冷铁，间距100～150 mm；增大大法兰下部冷铁的尺寸；内圈大冒口可适当减小至φ600mm，其它工艺参数不变。修改后的工艺如所示。对修改后的工艺进行温度场模拟，上述缺陷消失，证明此工艺合理。从中选取有代表性的点12个，做出各点温度曲线，如。
从温度曲线图上可以看出，位于冒口顶部的1点，由于内圈采用明冒口，金属液冷却速度最快，因此，此点的冷却曲线与端盖底部12点的温度曲线比较接近，冒口中的2点较1点相比，温度较高，但仍低于铸件中的4、5、6、7点温度。在铸件中5点，即大法兰优化后工艺的外缘处的温度最高，12点的温度最低。从总体来看，铸件自上而下，即从5点开始，经4、3、7、8、9、10、11点到12点温度逐渐降低，符合顺序凝固的原则，因此，可以实现铸件自下而上的顺序凝固。生产实践证明，采用优化后的工艺方案进行生产，可以得到无缩孔和缩松缺陷的优质铸件，铸件加工后超声波探伤合格，满足出口要求。
结论（1）计算机凝固模拟技术彻底克服传统生产工艺的缺点，缩短产品试制周期，降低生产成本，大大提高了大型铸钢件的成品率。（2）计算机凝固过程模拟技术使用于大型出口铸钢件中，通过研究凝固过程中温度场的变化规律，合理设置冒口、冷铁及补贴，优化铸造工艺，保证铸件的顺序凝固和金属液有效补缩，获得了结构完整，没有缺陷的优质铸件。铸件加工后超声波探伤合格，使复杂铸件的铸造工艺设计更为科学化。