Application of Thermal Analysis Tests Results in the Numerical Simulations of Continuous Casting Process

Measurement of thermophysical properties of steel is possible by using different thermal analysis techniques. In the field of metallurgy the most relevant methods are Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The paper presents the results of thermophysical properties which are necessary to carry out numerical simulation of continuous casting of steel. The study was performed for two steel grades S320GD and S235JR. The main aim of the research was to determine the dependence of specific heat on temperature. On the basis of obtained results the thermal effects of phase transformations and characteristic transition temperatures were also identified. Both the specific heat of steel and thermal effects of phase transformations are included in the Fourier-Kirchhoff equation, as the material properties necessary to obtain the numerical solution. The paper presents the research methodology, analysis of results and method of determining the specific heat of steel based on the results of DSC analysis.

Pomiar właściwości termofizycznych stali możliwy jest dzięki wykorzystaniu różnych technik analizy termicznej. W metalurgii najszersze zastosowanie znalazły różnicowa analiza termiczna (DTA) oraz różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC). W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości termofizycznych koniecznych do przeprowadzenia symulacji numerycznej procesu ciągłego odlewania stali. Badania wykonano dla dwóch gatunków stali S320GD i S235JR. Głównym celem badań było wyznaczenie funkcyjnej zależności ciepła właściwego analizowanych gatunków stali od temperatury. Na podstawie przeprowadzonych badań określono również efekty cieplne przemian fazowych oraz charakterystyczne temperatury przemian. Zarówno ciepło właściwe stali jak i efekty cieplne przemian fazowych wchodzą w skład równania Fouriera-Kirchhoffa, jako właściwości materiałowe konieczne do uzyskania rozwiązania numerycznego. W pracy przedstawiono metodykę badań, analizę uzyskanych wyników oraz sposób wyznaczania ciepła właściwego stali w oparciu wyniki analizy DSC.