Modeling of the grain structure formation in the steel continuous ingot by cafe method

• Autorzy: Burbelko A. , Falkus J. , Kapturkiewicz W. , Sołek K. , Drożdż P. , Wróbel M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie kształtowania struktury wlewka cos metodą CAFE

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Computer modeling of a temperature field and a solid phase fraction in casted billets is the base of any numerical simulation of the continuous casting technology. Temperature distribution in an ingot longitudinal and cross section for the same technological parameters is a function of solidification rate and rate of the solidification heat release. Nucleation rate and solid grain growth velocity depend on a melt undercooling below the liquidus temperature, and consequently depend on a temperature value. The results of the primary grain growth and temperature distribution modeling are presented for the square steel continuous casting 160×160 mm produced by CELSA Steel Works in Ostrowiec. For the modeling the ProCASTŽ software was used. Virtual structure of primary grains in the continuous ingot cross section was compared with a structure of a real ingot.

PL

Podstawą modelowania matematycznego procesu ciągłego odlewania stali (COS) jest symulacja komputerowa pola temperatury i składu fazowego w obszarze wlewka. Rozkład temperatury wzdłuż wlewka i w jego przekroju przy zadanych parametrach odlewania zależy m.in. od intensywności przemiany fazowej, której towarzyszy wydzielanie się ciepła krystalizacji. Szybkości zarodkowania i wzrostu ziaren fazy stałej z ciekłej stali są uzależnione od jej przechłodzenia poniżej temperatury likwidus, a więc, w sposób pośredni od wartości temperatury. W pracy przedstawiono wyniki modelowania pola temperatury i procesu tworzenia się struktury pierwotnej stali B500 SP podczas krzepnięcia wlewka ciągłego o przekroju 160×160 mm, odlewanego w warunkach CELSA HUTA OSTROWIEC. Do celów modelowania wykorzystano oprogramowanie ProCAST. Uzyskaną w symulacji strukturę ziaren pierwotnych w przekroju poprzecznym skonfrontowano z wynikami badań struktury rzeczywistej przekroju poprzecznego wlewków kwadratowych.

Słowa kluczowe

EN

ProCAST; structure; solidification; continuous casting; modeling

PL

ProCAST; struktura; krzepnięcie; odlewanie ciągłe; modelowanie

• 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: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 1
• Strony: 379--384
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Burbelko A.

autor

Falkus J.

autor

Kapturkiewicz W.

autor

Sołek K.

autor

Drożdż P.

autor

Wróbel M.

• Faculty of Foundry Engineering, AGH University of Science and Technology, 30-059 Kraków, 30 Mickiewicza Av., Poland

Bibliografia

• [1] E. Mizikar, Transactions of Metallurgical Society of AIME 11, 1474 (1967).
• [2] R. Thomson, E. C. Ellwood, The British Foundryman 6, 234 (1972).
• [3] A. Perkins, W. R. Irving, Mathematical Process Modells, Iron and Steel Institute 187-199 (1973).
• [4] A. Grill, K. Sorimachi, J. K. Brimacombe, Metall. Trans. B 7, 177 (1976).
• [5] H. Fik, S. Fryda, Archiwum Hutnictwa 3, 433 (1976).
• [6] B. Mochnacki, B. Ortyl, Zesz. Nauk. Politechniki Śląskiej, Mechanika 62, 33 (1978).
• [7] M. Bamberger, S. Nadiv, G. B. Barkay, Iron and Steel International 2, 43 (1977).
• [8] M. J. Mundim, J. L. R. Pimenta, C. A. G. Valadares, P. F. Pereira, Mathematical Analysis of Solidification in Continuous Casting of Steel, Continuous Casting'85, The Institute of Metals, 501 London 1985.
• [9] W. Kapturkiewicz, Metalurgia i Odlewnictwo 3-4, 491 (1982).
• [10] B. Lally, L. Biegler, H. Henein, Metall. Trans. B 8, 761 (1990).
• [11] A. J. Manesh Ali, Journal Materials Shaping Technology 3, 179 (1990).
• [12] W. Kapturkiewicz, A. A. Burbielko, Krzepnięcie Metali i Stopów - Solidification of Metals and Alloys 18, 79 (1993).
• [13] W. Kapturkiewicz, E. Fraś, A. A. Burbielko, The 10-th International Conference on CAD/CAM, Robotics and Factories of the Future: CARs&FOF '94, 656 (1994).
• [14] A. Burbelko, Mezomodelling of solidification using a cellular automaton. UWND AGH, Krakow 2004 (in Polish).
• [15] A. A. Burbelko, I.A Semenov, M. Sobecki, Advances in Metallurgical Processes and Materials: Proceedings of the International Conference. Dnipropetrovsk, Ukraine 2, 210 (2007).
• [16] M. Rappaz, Ch.-A. Gandin, Acta Metall. Mater. 2, 345 (1993).
• [17] Ch.-A. Gandin, M. Rappaz, Acta Metall. Mater. 7, 2233 (1994).
• [18] Ch.-A. Gandin, J. L. Desbiolles, M. Rappaz, Ph. Thevoz, Metall. Mater. Trans. 12, 3153 (1999).
• [19] http://www.computherm.com/
• [20] H. L. Lukas, S. G. Fires, B. Sundman, Computational Thermodynamics. The Calphad Method. Cambridge University Press. 2007.
• [21] Ph. Thevoz, J. L. Desbiolles, M. Rappaz, Metall. Trans. A 20A, 311 (1989).