Badania nad nowymi materiałami krystalizatorowymi do odlewania ciągłego stopów aluminium serii 6xxx

• Autorzy: Kiesiewicz G. , Kwaśniewski P. , Kordaszewski S. , Knych T. , Mamala A. , Ściężor W. , Kowal R. , Grzebinoga J. , Franczak K. , Kawecki A.

Identyfikatory

DOI

10.15 199/67.2015.12.18

Warianty tytułu

EN

Research on new materials for the crystallizers for continuous casting of aluminum alloys series 6xxx

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie na świecie prowadzone są szeroko zakrojone prace badawcze nad różnego rodzaju procesami ciągłego odlewania, które będąc w fazie rozkwitu cieszą się dużym zainteresowaniem ze strony producentów półwyrobów z metali nieżelaznych. Jakość produktu uzyskanego w technologii odlewania ciągłego definiowana jest głównie poprzez dokładność geometryczną wyrobu, jednorodność jego składu chemicznego oraz brak wewnętrznych i zewnętrznych nieciągłości strukturalnych. Otrzymanie wysoko gatunkowego wyrobu możliwe jest poprzez odpowiednie sterowanie parametrami procesu odlewania (np. prędkość odlewania, temperatura) oraz co równie istotne poprzez dobór optymalnego gatunku i jakości materiałów stosowanych na tygle i krystalizatory. W ramach niniejszego artykułu przedstawiono badania numeryczne z wykorzystaniem metody MES pozwalające na oszacowanie efektywności odbioru ciepła od ciekłego metalu przez krystalizator do układu chłodzenia z zastosowaniem różnych geometrii i materiałów krystalizatorów. W szczególności zaprezentowano koncepcję i badania krystalizatorów wykonanych z grafitu izostatycznie prasowanego oraz azotku boru, a ponadto przeprowadzono analizy możliwości zastosowania nowatorskiego rozwiązania obejmującego zastosowanie wkładek z diamentu polikrystalicznego (TSP) oraz węglika wolframu (TC). W pracy przedstawiono uzyskane wyniki symulacji obejmujące charakterystyki rozkładu temperatury w układzie odlew-krystalizator-głowica chłodząca dla dynamicznej symulacji procesu odlewania ciągłego pręta w układzie poziomym.

EN

Nowadays, scientists from around the world are conducting an extensive research on various types of continuous casting processes, which are in the flowering stage and great interest from manufacturers of semi-finished non-ferrous metals. The quality of products obtained in the continuous casting process is defined by the geometric tolerance of the product, homogeneity of the chemical composition and the lack of internal and external structural discontinuities. Obtaining high-quality products is possible by appropriate control of the casting process parameters (i.e. casting speed, temperature) and equally important by the selection of the optimum type and quality of the materials used for the crucibles and crystallizers. This paper presents results from a series of numerical analysis using the finite element method (FEM) which allowed to estimate the efficiency of the heat transfer from the liquid metal through the crystallizer to the cooling system with different geometries and materials of crystallizers. Particularly, article shows the conception and tests of crystallizers made of isostatically pressed graphite and boron nitride. Furthermore analysis of possibility to use a novel solution comprising the inserts of thermally stable polycrystalline diamond (TSP) and tungsten carbide (TC) was performed. The paper presents the results of performed simulations including the characteristics of the temperature distribution in a cast-crystallizer-cooler system for dynamic simulation of horizontally continuous casting process.

Słowa kluczowe

PL

odlewanie ciągłe; aluminium; krystalizator; diament TSP; analiza numeryczna

EN

continuous casting; aluminum; crystallizer; TSP diamond; numerical analysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 60, nr 12
• Strony: 754--761
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Kiesiewicz G.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kwaśniewski P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kordaszewski S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Knych T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Mamala A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Ściężor W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kowal R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Grzebinoga J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Franczak K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kawecki A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Jabłoński M., Knych T., Kwaśniewski P., Kiesiewicz G.: Badania nad procesem ciągłego odlewania prętów ze stopu aluminium gatunku EN AW-8176 uzyskanych z przewodowego złomu — Studies of the continuous casting process of aluminium alloy bars in grade EN AW-8176 obtained from wire scrap. Rudy Metale 2013.
• 2. HENZE Gruppe — informacje producenta.
• 3. Rumyantsev S. L., Levinshtein M. E., Jackson A. D., Mohammmad S. N., Harris G. L., Spencer M. G., Shur M. S. in.: Properties of Advanced SemiconductorMaterials GaN, AlN, InN, BN, SiC, S iGe. E ds. L evinshtein M. E., Rumyantsev S. L., Shur M. S., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001, pp. 67÷92.
• 4. Kiesiewicz G.: Teoretyczno-doświadczalna analiza procesu ciągnienia przewodów jezdnych z wykorzystaniem ciągadeł z polikrystalicznego diamentu syntetycznego [praca doktorska].
• 5. Liu K., Li X. P., Rahman M., Liu X. D.: CBN tool wear in ductile cutting of tungsten carbide, Wear 2003, vol. 255, pp. 1344÷1351.
• 6. Baza materiałowa Total Materia (opracowana na podstawie ogólnoświatowych norm) http://www.totalmateria.com/
• 7. High-power Targetry fpr Future Accelerators Workshop September 8-12, 2003 NuMI Target: Today and Tomorrow Jim Hylen, Nikolai Mokhov / FNAL Page 1.