Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Influence of the Superheat Temperature on the Slab Structure in the Continuous Steel Casting Process

Drożdż P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 4

1287--1293

EN

The temperature of liquid steel for continuous casting determines the casting speed and cooling conditions. The failure to meet the required casting process parameters may result in obtaining slabs of inconsistent quality. Numerical methods allow forreal processes to be modelled. There are professional computer programs on the market, so the results of the simulations allow us to understand the processes that occur during casting and solidification of a slab. The study attempts to evaluate the impact of the superheat temperature on the slab structure based on the industrial operating parameters of the continuous casting machine.

2

Wyznaczenie wartości współczynnika wymiany ciepła w strefie pierwotnego chłodzenia procesu COS z wykorzystaniem metody Inverse

Miłkowska-Piszczek K., Drożdż P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 11

489--492

PL

Wyznaczenie empirycznych wartości warunków brzegowych oraz parametrów materiałowych jest kluczowe do uzyskania poprawnych wyników modelowania numerycznego. Obliczenie wartości współczynnika wymiany ciepła w strefie pierwotnego chłodzenia maszyny COS jest zadaniem złożonym, ze względu na model wymiany ciepła pomiędzy pasmem a krystalizatorem. W pracy zaprezentowano sposób wyznaczenia średniej wartości współczynnika wymiany ciepła pomiędzy krzepnącym pasmem a ścianą krystalizatora za pomocą metody Inverse. Jako parametry wejściowe wykorzystano wartości temperatury, pochodzące z termopar zainstalowanych w ścianach krystalizatora maszyny COS służącej do odlewania wlewków płaskich. Do obliczeń numerycznych wykorzystano komercyjny pakiet oprogramowania VisualCAST z solverem obliczeniowym ProCAST 2016.

EN

Determination of the empirical values of the boundary conditions and material parameters is a crucial in order to obtain correct numerical modeling results. Calculation of the heat transfer coefficient value in the primary cooling zone continuous casting machine is a complex task, concerning heat transfer model between the mould and the strand surface. This paper presents method of calculation the average value of the heat transfer coefficient between the outer layer of the solidified strand shell and the mould wall surface. The values of the temperature measured by thermocouples – installed in the walls of slab casting machine mould - were used as an input parameters. The VisualCAST software package with a ProCAST2016 solver was used for the numerical calculations.

3

Influence of Cooling Conditions on a Slab's Chill Zone Formation During Continuous Casting of Steel

Dróżdż P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

911--918

EN

The cooling conditions of a slab during continuous casting of steel have an impact on the crystalline structure formation. Numerical methods allow real processes to be modelled. Professional computer programs are available on the market, so the results of their simulations allow us to understand the processes that occur during the casting and solidification of the slab. The study attempts to evaluate the impact of the intensity of the secondary cooling on the chilled zone size. The calculations show the differences in the structure of a slab cast with various speeds while maintaining industrial cooling parameters during operation of a continuous casting machine.

4

Numerical Simulation of Directional Solidification Process of Single Crystal Ni- Based Superalloy Casting

Szeliga D., Kubiak K., Sieniawski J.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

111--118

EN

The analysis of influence of mould withdrawal rate on the solidification process of CMSX-4 single crystal castings produced by Bridgman method was presented in this paper. The predicted values of temperature gradient, solidification and cooling rate, were determined at the longitudinal section of casting blade withdrawn at rate from 1 to 6mm/min using ProCAST software. It was found that the increase of withdrawal rate of ceramic mould results in the decrease of temperature gradient and the growth of cooling rate, along blade height. Based on results of solidification parameter G/R (temperature gradient/solidification rate), maximum withdrawal rate of ceramic mould (3.5 mm/min), which ensures lower susceptibility to formation process of new grain defects in single crystal, was established. It was proved that these defects can be formed in the bottom part of casting at withdrawal rate of 4 mm/min. The increase of withdrawal rate to 5 and 6 mm/min results in additional growth of susceptibility of defects formation along the whole height of airfoil.

5

The Effect of Thermophysical Parameters on Temperature Distribution in the Primary Cooling Zone

Miłkowska-Piszczek K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

2079--2082

EN

The values of thermophysical properties obtained from the experimental research, and those that were calculated with thermodynamic databases, are crucial parameters which were used in the numerical modelling of the steel solidification process. This paper presents the results of research on the impact of specific heat and enthalpy, along with the method of their implementation, on temperature distribution in the primary cooling zone in the continuous steel casting process. A cast slab – with dimensions of 1100 mm and 220 mm and a S235 steel grade – was analysed. A mould with a submerged entry nozzle (SEN), based on the actual dimensions of the slab continuous casting machine, was implemented. The research problem was solved with the finite element method using the ProCAST software package. Simulations were conducted using the “THERMAL + FLOW” module.

6

Improving Efficiency of CCS Numerical Simulations Through Use of Parallel Processing

Konopka K., Miłkowska-Piszczek K., Trębacz L., Falkus J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

235--238

EN

The study presents the findings of research concerning the possibilities for application of parallel processing in order to reduce the computing time of numerical simulations of the steel continuous casting process. The computing efficiency for a CCS model covering the mould and a strand fragment was analysed. The calculations were performed with the ProCAST software package using the finite element method. Two computing environments were used: the PL-Grid infrastructure and cloud computing platform.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości zastosowania przetwarzania równoległego w celu skrócenia czasu trwania obliczeń numerycznych symulacji procesu ciągłego odlewania stali. Przeanalizowano wydajność obliczeń dla modelu COS obejmującego krystalizator i fragment pasma. Obliczenia przeprowadzono przy pomocy pakietu oprogramowania ProCAST w oparciu o metodę elementów skończonych. Wykorzystano dwa środowiska obliczeniowe: infrastrukturę PL-Grid i chmurę obliczeniową.

7

A Comparison of Models Describing Heat Transfer in the Primary Cooling Zone of a Continuous Casting Machine

Miłkowska-Piszczek K., Rywotycki M., Falkus J., Konopka K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

239--244

EN

This paper presents the findings of research conducted concerning the determination of thermal boundary conditions for the steel continuous casting process within the primary cooling zone. A cast slab - with dimensions of 1100 mm×220 mm - was analysed, and models described in references were compared with the authors’ model. The presented models were verified on the basis of an industrial database. The research problem was solved with the finite element method using the ProCAST software package.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wyznaczenia termicznych warunków brzegowych dla procesu ciągłego odlewania stali w obszarze strefy pierwotnego chłodzenia. Analizie poddano wlewek płaski o wymiarach 1100×220 mm. W obliczeniach porównano modele opisane w literaturze wraz z modelem własnym. Zaprezentowane modele zweryfikowano na podstawie przemysłowej bazy danych. Zadanie zostało rozwiązane metodą elementów skończonych z zastosowaniem pakietu oprogramowania ProCAST.

8

Rozkład wartości temperatury w monokrystalicznym odlewie z nadstopu niklu CMSX-4 wytwarzanym metodą Bridgmana

Szeliga Dariusz, Kubiak Krzysztof, Suchy Józef Szczepan, Jarczyk Georg, Sieniawski Jan

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 1

7--12

PL

W pracy przedstawiono analizę wyników pomiarów i symulacji numerycznej rozkładu wartości temperatury W monokiystalicznym odlewie pręta z nadstopu niklu CMSX-4 wytwarzanego metodą Bridgmana. Opracowano model geometryczny zestawu modelowego i przestrzennego otoczenia formy ceramicznej oraz przyjęto warunki brzegowe. Ustalono wpływ kształtu modelu geometrycznego i zadanych warunków brzegowych na wyniki symulacji numerycznej procesu krystalizacji monokrystalicznego odlewu w danych warunkach technologicznych. Wykonano symulację numeryczną procesu krystalizacji kierunkowej oraz ustalono rozkład wartości temperatury w odlewie, formie ceramicznej, płycie izolacji cieplnej oraz przegrodzie cieplnej z zastosowaniem programu ProCAST. Określono wpływ wartości współczynników: wymiany ciepła na styku dwóch materiałów, emisyjności formy ceramicznej, a także właściwości cieplnych i fizycznych stopu CMSX-4 na rozkład wartości temperatury w odlewie. Przeprowadzono weryfikację doświadczalną przyjętych warunków brzegowych i wartości współczynników cieplnych i fizycznych materiałów odlewu i formy ceramicznej. Stwierdzono, że największy wpływ na prognozowany rozkład wartości temperatury w odlewie mają wartości współczynnika wymiany ciepła na styku powierzchni odlewu i formy ceramicznej oraz współczynniki cieplne i fizyczne materiału odlewu i formy.

EN

The authors conducted analysis of the measurement results and performed a numerical simulation of the temperature distribution in a single crystal cast rod made of the CMSX-4 nickel superalloy, which was manufactured by the Bridgman method. The geometric model of the model set and of the ceramic shell mold surrounding it were developed (Fig. 3) and the boundary conditions were selected (Fig. 4+6) (Tab. 1, 2). The infiuence of the shape of the geometric model and the boundary conditions on the numerical simulation results of the solidification process of a single crystal cast under given technological conditions was determined. The numerical simulation of the directional solidification process was performed and the temperature distribution in the cast, the ceramic shell mold, the thermal insulating plate and the thermal baffie was determined using the ProCAST program (Fig. 11). The infiuence of the emissivity coefficient of the ceramic shell mold, the heat transfer coefficient on the contact surface of the two materials as well as the infiuence of the thermal and physical properties of the CMSX-4 superalloy on the temperature distribution in the cast were determined (Fig. 7+10). The authors conducted experimental verification of the selected boundary conditions as well as the thermal and physical coefficients values for the cast material and the material of the ceramic shell mold. It has been proved that the value of the heat transfer coefficient on the contact surface of the cast and the ceramic shell mold as well as the thermal and physical coefficients values have the greatest infiuence on the temperature distribution in the cast.

9

Numerical modelling of macrosegregation in heavy steel ingot

Tkadlečková M., Machovčák P., Gryc K., Michalek K., Klus P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

171-177

EN

The paper presents new knowledge and experience from numerical modelling of macrosegregation in heavy steel ingot using ProCAST software. The main aim of numerical modelling realized under the conditions of the Department of Metallurgy and Foundry and Regional Materials Science and Technology Centre at VSB-TU Ostrava is the optimization of the production of heavy steel ingots produced in V´ITKOVICE HEAVY MACHINERY a.s. Input parameters of computation were determined by the real conditions of parallel experimental casting of a 90-ton steel ingot. The input data were also verified by thermal analysis and thermography measurement. The numerical results of macrosegregation were compared with the chemical analysis evaluated in a real ingot section. According to the comparison, attention will be focused next on determination of the effect of boundary conditions of filling and solidification of the ingot on the size of macrosegregation.

PL

W artykule przedstawiono doswiadczenia i nowe informacje uzyskane o procesie makrosegregacji w wielkogabarytowym wlewku stalowym przy pomocy modelowania numerycznego z uzyciem oprogramowania ProCast. Głównym celem badan o charakterze modelowania numerycznego prowadzonych na Wydziale Metalurgii i Odlewnictwa oraz w Regionalnym Centrum Technologii i Inzynierii Materiałowej VSB-TU Ostrava jest optymalizacja produkcji wielkogabarytowych wlewków stalowych produkowanych w VITKOVICE HEAVY MACHINERY a.s. Dane wejsciowe do obliczen zostały wyznaczone w oparciu o opracowana analize rzeczywistych warunków odlewania stacjonarnego 90-tonowego wlewka stalowego. Zostały one dodatkowo zweryfikowane poprzez analize termiczna i pomiary termograficzne. Wyniki obliczen numerycznych porównano z wynikami analizy chemicznej przeprowadzonej dla wlewka rzeczywistego. Uzyskane rezultaty upowazniaja do podjecia w dalszej czesci badan problematyki dotyczacej okreslenia wpływu warunków brzegowych napełniania wlewnicy i krzepniecia wlewka na wielkosc procesu makrosegregacji.

10

An analysis of the influence of viscosity on the numerical simulation of temperature distribution, as demonstrated by the CC process

Milkowska-Piszczek K., Korolczuk-Hejnak M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1267--1274

EN

The numerical modelling of casting processes is based on complex software packages, which most often use the finite element method. But the degree of complexity of the applied model may cause an occurrence of numerical errors. These errors may be generated both by an incorrect finite element mesh and by the use of incorrect material characteristics. The ProCAST numerical software package was used for numerical calculations. A 3D model was developed on the basis of the process parameters of an actual continuous steel casting process. The temperature distribution of a solidifying strand, with dimensions of 220x1100mm, was analysed for two steel grades: F320 and S235. A series of numerical simulations were performed where the influence of the applied viscosity values on the solidifying strand temperature distribution was presented. Viscosity values from rheological examinations that were performed with an FRS1600 high-temperature rheometer were used in the numerical simulations of the CC process. The aforementioned rotational measurements were carried out for the F320 and S235 steels in the liquid and in the semi-solid statesto examine the influence of temperature on the viscosity value changes obtained. A concentric cylinder systems working in accordance with Searle’s method was used for the measurements. Numerical calculations that were based on the viscosity values from the CompuTherm LLC, thermodynamic database were compared with one other in the project. The calculated temperature distribution of the solidifying CC strand was verified on the basis of a database that was created during measurements which were conducted in industrial conditions.

PL

Modelowanie numeryczne procesów odlewniczych bazuje na złożonych pakietach oprogramowania wykorzystujących najczęściej metodę elementów skończonych. Stopień złożoności zastosowanego modelu może spowodować powstanie błędów numerycznych. Błędy mogą być generowane zarówno przez niewłaściwą siatkę elementów skończonych jak również przez zastosowanie niepoprawnych właściwości materiałowych. Do przeprowadzenia obliczeń numerycznych wykorzystano pakiet oprogramowania numerycznego ProCAST. Model 3D został opracowany na podstawie parametrów technologicznych rzeczywistego procesu COS. Analizowano roz- kład temperatury krzepnącego pasma o wymiarach 220x1100 mm dla stali F320 oraz S235. Przeprowadzono szereg symulacji numerycznych, w których przedstawiono wpływ zastosowanych wartości lepkości na rozkład temperatury krzepnącego pasma. W symulacjach numerycznych procesu COS wykorzystano wartości lepkości pochodzące z badań teologicznych wykonanych przy użyciu reometru wysokotemperaturowego FRS1600. Powyższe rotacyjne pomiary przeprowadzono dla stali F320 i S235 znajdujących się w stanie ciekłym oraz stało-ciekłym badając wpływ temperatury na uzyskiwane zmiany wartości lepkości. Do pomiarów wykorzystano układ koncentrycznych cylindrów typu Searle’a. W pracy porównano również obliczenia numeryczne wykonane na podstawie wartości lepkości pochodzących z termody- namicznej bazy danych PANDAT. ConipuTherm LLC. Weryfikacja obliczonego rozkładu temperatury krzepnącego pasma COS została wykonana w oparciu o bazę danych utworzoną podczas pomiarów przeprowadzonych w warunkach przemysłowych.

11

Modelowanie komputerowe krzepnięcia półprzemysłowego wlewka stacjonarnego z wykorzystaniem oprogramowania ProCAST

Kapturkiewicz W., Burbelko A., Kudliński Z., Pieprzyca J.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2012

|

T. 64, nr 1

54-60

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.

12

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

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

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

379-384

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.