Model wymiany ciepła w procesie ciągłego odlewania stali z uwzględnieniem lokalnego warunku brzegowego

• Autorzy: Rywotycki Marcin , Hadała Beata , Malinowski Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2018.3.4

Warianty tytułu

EN

Model of heat transfer in continuous casting process of steel using local thermal boundary condition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono obliczenia symulacyjne pola temperatury wykonane dla wlewka płaskiego ze stali węglowej. Modelowano proces ciągłego odlewania pasma o szerokości 1500 mm i wysokości 225 mm. W symulacjach numerycznych założono trzy warianty warunku brzegowego wymiany ciepła. W pierwszym wariancie współczynnik wymiany ciepła w każdej strefie chłodzenia zależał od temperatury powierzchni i gęstość strumienia wody bez uwzględnienia istnienia rolek. Drugi model warunku brzegowego definiował współczynnik wymiany ciepła wokół każdej dyszy natryskowej również bez uwzględnienia wymiany ciepła z rolkami. Ostatnim wariantem obliczeń był model, w którym uwzględniono lokalny współczynnik wymiany ciepła wynikający z zastosowanego układu chłodzenia oraz kontaktu z rolkami podtrzymującymi i ciągnącymi. Analizie poddano pole temperatury otrzymane w wyniku obliczeń dla trzech przyjętych wariantów warunków brzegowych. Warunek brzegowy, który uwzględnia ułożenie dysz oraz rolek pozwolił uzyskać bardziej nierównomierne, bliższe rzeczywistemu pole temperatury. Zastosowanie modelu najbardziej rozbudowanego pozwala z dużą dokładnością wyznaczyć pole temperatury na powierzchni krzepnącego pasma w maszynie COS.

EN

The calculations of ingot temperature field, which was made for carbon steel slabs were presented. The dimension of the ingot was 1500 mm wide and 225 mm high. In the numerical simulations, three models of the boundary condition of the heat transfer were used. In the first one, the heat transfer coefficient in the secondary cooling zones was calculated as a function of surface temperature and water jet density. In the second model the heat transfer coefficient is defined around each spray nozzle. In the first and second model contact with the rolls was neglected. The last variant of the calculations has been done for local heat transfer coefficient (model 2) and the contact with rolls was included. The simu-lation results for three models have been analysed. Model with the boundary condition, which takes into account the position of nozzles and rolls, has given the most accurate results of temperature fields in the continuous casting process. The calculations have been performed using self-developed software which uses the inverse method and FEM.

Słowa kluczowe

PL

stal węglowa; odlewanie stali; model wymiany ciepła

EN

carbon steel; casting process; model of heat transfer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 88, nr 3-4
• Strony: 19--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rywotycki Marcin

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Czarnowiejska 66, al. A. Mickiewicza 30,30-054 Kraków

autor

Hadała Beata

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Czarnowiejska 66, al. A. Mickiewicza 30,30-054 Kraków

autor

Malinowski Zbigniew

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Czarnowiejska 66, al. A. Mickiewicza 30,30-054 Kraków

Bibliografia

• [1] Meng Y., B. G Thomas. 2003. “Heat-transfer and solidification model of continuous slab casting: CON1D”. Metallurgical and Materials Transactions B, 34B: 685 – 705.
• [2] Miłkowska-Piszczek K., M. Rywotycki, J. Falkus, K. 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: 239 – 244.
• [3] Malinowski Z., M. Rywotycki. 2009. “Modeling of the strand and mold temperature in the continuous steel caster”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 9: 59 – 73.
• [4] Hodson P. D., K. M. Browne, D. C. Collinson, T.T. Pham, R. K Gibbs. 1991. “A Mathematical Model to Simulate the Thermomechanical Processing of Steel.”. 3rd International Seminar of the International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering, Melbourne, 139 – 159
• [5] Hadała B. 2016. Walidacja modeli i identyfikacja warunku brzegowego wymiany ciepła przy chłodzeniu natryskowym stali. Kraków: Wydawnictwa AGH.
• [6] Rywotycki M. 2017. Wymiana ciepła w warunkach kontaktu narzędzia i materiału w wysokotemperaturowych procesach metalurgicznych. Kraków: Wydawnictwa AGH.
• [7] Hadała B., Z. Malinowski. 2010. “Validation of the boundary conditions in on-line temperature model for plate rolling mill”. Archives of Metallurgy and Materials 55: 455 – 461.
• [8] Rywotycki M., Z. Malinowski, K. Miłkowska-Piszczek, A. Gołdasz, B. Hadała. 2015. “Comparison of four models of radiative heat transfer between flat surface to evaluate the temperature field based on example of the continuous casting mould”. Archives of Metallurgy and Materials 60: 209 – 213.