Application of Thermal Analysis Tests Results in the Numerical Simulations of Continuous Casting Process

• Autorzy: Kargul T. , Wielgosz E , Falkus J.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0035

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie wyników badań analizy termicznej w obliczeniach numerycznych procesów odlewania stali

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Measurement of thermophysical properties of steel is possible by using different thermal analysis techniques. In the field of metallurgy the most relevant methods are Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The paper presents the results of thermophysical properties which are necessary to carry out numerical simulation of continuous casting of steel. The study was performed for two steel grades S320GD and S235JR. The main aim of the research was to determine the dependence of specific heat on temperature. On the basis of obtained results the thermal effects of phase transformations and characteristic transition temperatures were also identified. Both the specific heat of steel and thermal effects of phase transformations are included in the Fourier-Kirchhoff equation, as the material properties necessary to obtain the numerical solution. The paper presents the research methodology, analysis of results and method of determining the specific heat of steel based on the results of DSC analysis.

PL

Pomiar właściwości termofizycznych stali możliwy jest dzięki wykorzystaniu różnych technik analizy termicznej. W metalurgii najszersze zastosowanie znalazły różnicowa analiza termiczna (DTA) oraz różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC). W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości termofizycznych koniecznych do przeprowadzenia symulacji numerycznej procesu ciągłego odlewania stali. Badania wykonano dla dwóch gatunków stali S320GD i S235JR. Głównym celem badań było wyznaczenie funkcyjnej zależności ciepła właściwego analizowanych gatunków stali od temperatury. Na podstawie przeprowadzonych badań określono również efekty cieplne przemian fazowych oraz charakterystyczne temperatury przemian. Zarówno ciepło właściwe stali jak i efekty cieplne przemian fazowych wchodzą w skład równania Fouriera-Kirchhoffa, jako właściwości materiałowe konieczne do uzyskania rozwiązania numerycznego. W pracy przedstawiono metodykę badań, analizę uzyskanych wyników oraz sposób wyznaczania ciepła właściwego stali w oparciu wyniki analizy DSC.

Słowa kluczowe

EN

thermal analysis of steel; specific heat; enthalpy of phase transitions; steel

PL

analiza termiczna stali; ciepło właściwe; entalpia przemian fazowych; stal

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 1
• Strony: 221--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kargul T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Wielgosz E

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Falkus J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] A. Buczek, A. Burbelko, P. Drożdż, M. Dziarmagowski, J. Falkus, M. Karbowniczek, T. Kargul, K. Miłkowska-Piszczek, M. Rywotycki, K. Sołek, W. Ślęzak, T. Telejko, L. Trębacz, E. Wielgosz, Modelowanie procesu ciągłego odlewania stali, monografia, Radom 2012.
• [2] K. Sołek, L. Trębacz, Thermo-Mechanical Model of Steel Con-tinuous Casting Process, Archives of Metallurgy and Materials 57, 1 (2012).
• [3] A. Burbelko, J. Falkus, W. Kapturkiewicz, K. Sołek, P. Drożdż, M. Wróbel, Modeling of the Grain Structure Formation in the Steel Continuous Ingot by Cafe Method, Archives of Metallurgy and Materials 57, 1 (2012).
• [4] Malinowski Z., Telejko T., Hadała B., Influence of heat transfer boundary conditions on the temperature field of the continu-ous casting ingot, Archives of Metallurgy and Materials 57, 1 (2012), Doi: 10.2478/v10172-012-0030-7.
• [5] E. Wielgosz, T. Kargul, J. Falkus, Comparison of experimental and numerically calculated thermal properties of steels. In: Pro-ceedings paper, METAL 2014: 23rd International Conference on Metallurgy and Materials, Brno 2014.
• [6] P. K. Gallagher, Handbook of thermal analysis and calorimetry: principles and practice. 2nd ed. Oxford: Elsevier; 2003.
• [7] H. Saari, D. Y. Seo, J. Blumm, J. Beddoes, Thermophisical property determination of high temperature alloys by thermal analysis, J. Therm. Anal. Cal., 73, 381-388 (2003)
• [8] E. Wielgosz, T. Kargul, Differential scanning calorimetry study of peritectic steel grades, J. Therm. Anal. Cal., 119, 1547-1553 (2015).
• [9] B. Smetana, S. Zlá, J. Dobrovská, P. Kozelsky, Phase transfor-mation temperatures of pure iron and low alloyed steels in the low temperature region using DTA, Int. J. Mat. Res. (formerly Z. Metallkd.) 101, 3 (2010).
• [10] NETZSCH Proteus Thermal Analysis, program manual v. 5.2.0.