Modelowanie struktury wlewka ciągłego przeznaczonego na wyroby płaskie metodą automatów komórkowych

• Autorzy: Drożdż P. , Miłkowska-Piszczek K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.11.10

Warianty tytułu

EN

Modelling of the slab structure in continuous casting steel process based on cellular automata method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wlewek otrzymywany w procesie ciągłego odlewania stali charakteryzuje się zróżnicowaną strukturą krystaliczną składającą się ze strefy kryształów zamrożonych, słupkowych i równoosiowych. Zmienne warunki chłodzenia wlewka podczas procesu COS, a także parametry zarodkowania wpływają na wielkość każdej strefy. Dostępne programy komputerowe pozwalają na przeprowadzenie symulacji, których wyniki pozwalają zrozumieć procesy zachodzące w czasie odlewania i krzepnięcia wlewka ciągłego. Współczesne rozwiązania numeryczne przy wykorzystaniu metody CAFE umożliwiają modelowanie procesów rzeczywistych poprzez symulację zarodkowania i wzrostu ziaren fazy stałej z ciekłej stali w zależności od jej przechłodzenia poniżej temperatury likwidus. W pracy przedstawiono strukturę ziaren pierwotnych w przekroju poprzecznym wlewka przeznaczonego na wyroby płaskie w zależności od parametrów zarodkowania objętościowego. Do obliczeń numerycznych przyjęto przemysłowe warunki odlewania i chłodzenia wlewków płaskich.

EN

The slab casted in the continuous steel caster is characterized by a varied crystalline structure consisting of chilled, columnar and equiaxed zones. Variable cooling conditions of the slab during continuous casting of steel, as well as the nucleation parameters, affect the size of each zone. The results of computer calculation allow to understand the processes occurring during the casting and solidification of the slab. Contemporary numerical solutions using the CAFE method enable modelling of real processes by simulating the nucleation and growth of solid phase grains from liquid steel depending on its supercooling below liquidus temperature. The paper presents the structure of primary grains in the cross section of the ingot intended for flat products, depending on the volume nucleation parameters. For numerical calculations, the industrial conditions of casting and cooling of slab were assumed.

Słowa kluczowe

PL

krystalizacja; struktura; odlewanie ciągłe stali; CAFE

EN

solidification; grain structure; continuous casting of steel; CAFE

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 11
• Strony: 507--510
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Drożdż P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metalurgii Stopów Żelaza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Miłkowska-Piszczek K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metalurgii Stopów Żelaza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Bai Liang, Bo Wang, Honggang Zhong, Jie Ni, Qijie Zhai, Jieyu Zhang. 2016. Experimental and Numerical Simulations of the Solidification Process in Continuous Casting of Slab. Metals 53(6): 1−12.
• [2] Buczek Andrzej, Andriy Burbelko, Paweł Drożdż, Marek Dziarmagowski, Jan Falkus, Mirosław Karbowniczek, Tomasz Kargul, Katarzyna Miłkowska-Piszczek, Marcin Rywotycki, Krzysztof Sołek, Wojciech Ślęzak, Tadeusz Telejko, Lechosław Trębacz, Ewa Wielgosz. 2012. Modelowanie procesu ciągłego odlewania stali. Radom: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji-Państwowy Instytut Badawczy.
• [3] Burbelko Andriy, Jan Falkus, Wojciech Kapturkiewicz, Krzysztof Sołek, Paweł Drożdż, Marek Wróbel. 2012. Modeling of the grain structure formation in the steel continuous ingot by CAFE method. Archives of Metallurgy and Materials 57(1): 379−384.
• [4] Gandin Ch.-A., J.L. Desbiolles, M. Rappaz, Ph. Thevoz. 1999. A Three-Dimensional Cellular Automaton–Finite Element Model for the Prediction of Solidification Grain Structures. Metallurgical and Materials Transactions A 30(12): 3153−3165.
• [5] Gandin Ch.-A., M. Rappaz. 1994. A Coupled Finite Element– Cellular Automaton Model for the Prediction of Dendritic Grain Structures in Solidification Processes. Acta Metallurgica et Materialia 42(7): 2233−2246.
• [6] Kudliński Zdzisław. 2006. Technologie odlewania stali. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [7] Malinowski Zbigniew, Marcin Rywotycki. 2009. Modelling of the strand and mold temperature in the continuous steel caster. Archives of Civil and Mechanical Engineering 9(2): 59−73.
• [8] Miłkowska-Piszczek Katarzyna, Jan Falkus. 2014. Calculation of the boundary conditions in the continuous casting of steel process. Metalurgija 53(4): 571−573.
• [9] Miłkowska-Piszczek Katarzyna, Marcin Rywotycki, Jan Falkus, Krzysztof Konopka: 2015. A comparison of models describing heat transfer in the primary cooling zone of a continuous casting machine. Archives of Metallurgy and Materials 60(1): 239−244.
• [10] Pikkarainen T., V. Vuorenmaa, I. Rentola, M. Leinonen, D. Porter. 2016. Effect of superheat on macrostructure and macrosegregation in continuous cast low-alloy steel slabs. 4th International Conference on Advances in Solidification Processes (ICASP-4), Materials Science and Engineering 117 (012064): 1−7.
• [11] Rappaz M., Ch.-A. Gandin. 1993. Probabilistic Modeling of Microsructure Formation in Solidification Processes. Acta Metallurgica et Materialia 41(2): 345−360.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).