Modelowanie komputerowe krzepnięcia półprzemysłowego wlewka stacjonarnego z wykorzystaniem oprogramowania ProCAST

• Autorzy: Kapturkiewicz W. , Burbelko A. , Kudliński Z. , Pieprzyca J.

Warianty tytułu

EN

Computer modelling of solidification of semi-industrial square cross-section ingot using ProCAST software

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dla modelowania procesu krzepnięcia wlewka stacjonarnego wykorzystano oprogramowanie ProCAST, stosowane dotychczas w modelowaniu procesów ściśle odnoszących się do procesów odlewniczych. Przedmiotem modelowania był proces stygnięcia stacjonarnego wlewka o wymiarach 100×100×1100 mm we wlewnicy, od momentu rozpoczęcia zalewania metalu do zakończenia krzepnięcia, wraz z procesami tworzenia struktury, skurczu metalu i tworzenia jam skurczowych. Analiza porównawcza dla dwóch typów stali wskazuje na istotne różnice w polu temperatury i kinetyce wzrostu fazy zakrzepłej w trakcie procesu zalewania i krzepnięcia wlewków. Rezultaty modelowania wskazują na duże możliwości symulacji komputerowej dla odtworzenia procesu krzepnięcia wlewka, a przez to przeprowadzenia eksperymentów numerycznych dla optymalizacji technologii.

EN

For modeling of stationary ingot solidification process ProCAST software was used. So far, this software has been used in processes related strictly to foundry processes. The subject of modeling was cooling of stationary square ingot of 100×100×1100 mm in the mould, from the beginning of pouring liquid metal until the end of solidification, along with the processes of metal structure formation , metal shrinkage and formation of shrinkage cavities. The comparative analysis for two types of steel shows significant differences in temperature field and kinetics of solidified phase growth while pouring and solidification of ingots. The results of modeling show great possibilities of computer simulation for reproduction of the real solidification process, and thus for conducting numerical experiments for optimization of technology.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie komputerowe; krzepnięcie; wlewek stalowy; ProCAST

EN

computer modelling; solidification; steel ingot; ProCAST

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 1
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Kapturkiewicz W.

autor

Burbelko A.

autor

Kudliński Z.

autor

Pieprzyca J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa

Bibliografia

• 1. Kapturkiewicz W., Fraś E., Burbelko A.A.: Dlaczego modelowanie komputerowe jest w odlewnictwie potrzebne? Przegląd Odlewnictwa, t. 55. 2005, nr 1, s. 15.
• 2. Kapturkiewicz W: Eksperyment numeryczny jako metoda wyjaśnienia mechanizmu procesu. Mechanika, nr 253/99, z. 59, Zesz. Nauk., Politechnika Opolska, 1999, s. 181.
• 3. Flemings M.C.: Solidifi cation Processing, McGraw-Hill, New York TMS, NY, 1974.
• 4. Kapturkiewicz W.: Analiza przepływu ciepła w układzie wlewek – wlewnica płaska z punktu widzenia czasu krzepnięcia wlewka i pola temperatur w przekroju ścianki wlewnicy. Prace Komisji Metal. Odlewn. PAN, Metalurgia 21, Kraków 1974, s. 51.
• 5. Thomas, B.G., Samarasekera, I.V., Brimacombe, J.K.: Mathematical model of the thermal processing of steel ingots: Part I. Heat fl ow model Metallurgical Transactions B, 18 March 1987, s. 119, Part II: Stress Model, s. 131.
• 6. Gu J.P., Beckermann C.: Simulation of convection and macrosegregation in a large steel ingot. Metall. Mater. Trans. A, 1999, Vol. 30A, s. 1357.
• 7. Lesoult G.: Macrosegregation in steel strands and ingots: Characterisation, formation and consequences. Materials Science and Engineering: A Volumes 413–414, 15 December 2005, s. 19.
• 8. Radovic Z. Lalovic M.: Numerical simulation of steel ingot solidifi cation process. Journal of Materials Processing Technology, Volume 160, Issue 2, 20 March 2005, s. 156.
• 9. Combeau H., Založnik, M. Hans S., Richy P.E.: Prediction of macrosegregation in steel ingots: Infl uence of the motion and the morphology of equiaxed grains. Metall. Mater. Trans. B, 2009, Vol. 40, Nr 3, s. 289.
• 10. Bellet M., Cerri O., Bobadilla M., Chastel Y.: Modeling hot tearing during solidification of steels: Assessment and improvement of macroscopic criteria through the analysis of two experimental tests. Metall. Mater. Trans. A, 2009, Vol. 40, Nr 11, s. 2705.
• 11. Kumar A., Založnik M., Combeau H.: Prediction of equiaxed grain structure and macrosegregation in an industrial steel ingot: comparison with experiment. Int J Adv Eng Sci Appl Math, December 2010, Vol. 2, Nr 4, s.140.
• 12. Li W. S., Shen H. F.: Three-dimensional simulation of thermosolutal convection and macrosegregation in steel ingots. Steel Research International, 2010, Vol. 81, Nr 11, s. 994.
• 13. Liu B. Xu, Q., Jing T., Shen H., Han Z.: Advances in multi-scale modeling of solidifi cation and casting processes JOM, 2011, Vol. 63, Nr 4, s.19.
• 14. Wang L., Shi W.: Numerical simulation of macrosegregation during steel ingot solidifi cation using continuum model. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 2011, Vol.16, Nr 2, s. 145.