Předpověď finální struktury kontinuállně odlévaných sochorů

FINAL-STRUCTURE PREDICTION OF CONTINUOUSLY CAST BILLETS

journal article in Web of Science

en

In steel production, controlling and monitoring quality, grade and structure of final steel products are very important issues. It has been shown that the temperature distribution, the magnitude of temperature gradients, as well as the cooling strategy during the continuous steel casting have a significant impact on material properties, the structure and any defect formation of cast products. The paper describes an accurate computational tool intended for investigating the transient phenomena in continuously cast billets, for developing the caster control techniques and also for determining the optimum cooling strategy in order to meet all quality requirements. The numerical model of the temperature field is based on the finite-difference implementation of the 3D energy-balance equation using the enthalpy approach. This allows us to analyse the temperature field along the entire cast billet. Since the steel billets are produced constantly 24 hours per day, the transient temperature field is being computed in a non-stop trial run. It enables us to monitor and investigate the formation of the temperature field in real time within the mould, as well as the secondary and tertiary cooling zones, where the observed information can be immediately utilized for the caster-control optimization with respect to the whole machine or just an individual part. The application of the presented model is demonstrated with two examples including the steelworks in Trinec, Czech Republic, and in Podbrezová, Slovakia. To consider different operational conditions, the influences of the secondary-cooling setting on the surface and the inner defects formation, and on the final structure of the 150 x150 mm billet are also discussed.

Při výrobě oceli, řízení a monitorování kvality, třídy a struktury finálních výrobků z oceli jsou velmi důležité otázky. Bylo prokázáno, že rozložení teploty, rozsah teplotních gradientů, stejně jako chladicí strategie během plynulého odlévání oceli mají významný dopad na materiálových vlastnostech, struktuře a jakékoliv vady formování odlitků.Článek popisuje přesný výpočetní nástroj určený pro vyšetřování přechodových jevů v plynule litých sochorů, rozvoj techniky odlévání kontroly a také pro stanovení optimální chlazení strategii, aby byly splněny všechny požadavky na kvalitu.Numerický model teplotního pole je založen na konečných rozdíl provádění 3D energetické bilance rovnice pomocí entalpie přístup. To nám umožňuje analyzovat teplotní pole po celé obsazení kusu. Vzhledem k tomu, ocelové ingoty se vyrábějí nepřetržitě 24 hodin denně, je přechodný teplotní pole je počítána v non-stop zkušebního provozu. To nám umožňuje sledovat a zkoumat vznik teplotního pole v reálném čase ve formě, stejně jako sekundární a terciární chladicích zón, kde pozorovaný informace okamžitě použít na kolo, řízení a optimalizace s ohledem na celý stroj nebo jen jednotlivé části.Aplikace předloženého modelu je demonstrována dvěma příklady včetně oceláren v Třinci, v České republice av Podbrezové na Slovensku. Zvážit jiné provozní podmínky, vlivy na sekundární chladicí prostředí na povrchu a vnitřní vady tvorbě, a na konečné struktuře 150x150 mm jsou sochory také diskutovány.

In steel production, controlling and monitoring quality, grade and structure of final steel products are very important issues. It has been shown that the temperature distribution, the magnitude of temperature gradients, as well as the cooling strategy during the continuous steel casting have a significant impact on material properties, the structure and any defect formation of cast products. The paper describes an accurate computational tool intended for investigating the transient phenomena in continuously cast billets, for developing the caster control techniques and also for determining the optimum cooling strategy in order to meet all quality requirements. The numerical model of the temperature field is based on the finite-difference implementation of the 3D energy-balance equation using the enthalpy approach. This allows us to analyse the temperature field along the entire cast billet. Since the steel billets are produced constantly 24 hours per day, the transient temperature field is being computed in a non-stop trial run. It enables us to monitor and investigate the formation of the temperature field in real time within the mould, as well as the secondary and tertiary cooling zones, where the observed information can be immediately utilized for the caster-control optimization with respect to the whole machine or just an individual part. The application of the presented model is demonstrated with two examples including the steelworks in Trinec, Czech Republic, and in Podbrezová, Slovakia. To consider different operational conditions, the influences of the secondary-cooling setting on the surface and the inner defects formation, and on the final structure of the 150 x150 mm billet are also discussed.

concast billet, numerical model, solidification

2012

10.04.2012

IMT Ljubljana

Ljubljana Slovinsko

1580-2949

46

2

155–160

6