- Tytuł:
-
Cet in solidifying roll - thermal gradient field analysis
KRT w krystalizującym walcu - analiza gradientowego pola temperatury - Autorzy:
-
Wołczyński, W.
Guzik, E.
Wajda, W.
Jędrzejczyk, D.
Kania, B.
Kostrzewa, M. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/354553.pdf
- Data publikacji:
- 2012
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
walec krystalizujący
gradientowe pole temperatury
transformacja CET
makrosegregacja
solidifying roll
thermal gradient field
columnar into equiaxed structure transition
macro-segregation index - Opis:
-
As the first step of simulation, a temperature field for solidifying cast steel and cast iron roll was created. The convection in the liquid is not comprised since in the first approximation, the convection does not influence the analyzed occurrence of the C - E (columnar to equiaxed grains) transition (CET) in the roll. The obtained temperature field allows to study the dynamics of its behaviour observed in the middle of the mould thickness. This midpoint of the mould thickness was treated as an operating point for the C - E transition. A full accumulation of the heat in the mould was postulated for the C - E transition. Thus, a plateau at the T(t) curve was observed at the midpoint. The range of the plateau existence tC - tE corresponded to the real period of transition, that occurs in the solidifying roll. At the second step of simulation, the thermal gradients field was studied. Three ranges were distinguished: a/ for the formation of the columnar structure (the C - zone): The columnar structure formation was significantly slowed down during incubation period. It resulted from a competition between columnar growth and equiaxed growth expected at that period of time. The relationship was postulated to correspond well with the critical thermal gradient, Gcrit.. A simulation was performed for the cast steel and cast iron rolls solidifying as if in industrial condition. Since the incubation divides the roll into two zones (columnar and equiaxed) some experiments dealing with solidification were made on semi-industrial scale. A macrosegregation equation for both mentioned zones was formulated. It was based on a recent equation for redistribution after back-diffusion. The role of the back-diffusion parameter was emphasized as a factor responsible for the redistribution in columnar structure and equiaxed structure.
W pierwszym etapie symulacji wygenerowano numerycznie pole temperatury dla krzepnącego walca staliwnego oraz żeliwnego. Nie uwzględniono konwekcji uznając, że w pierwszym przybliżeniu konwekcja nie wpływa na przebieg transformacji C - E (struktura kolumnowa w równoosiową, CET). Uzyskane pole temperatury pozwala na analizę jego zachowania w środku grubości wlewnicy. Ten punkt wlewnicy zostałpotraktowany jako punkt operacyjny dla transformacji C - E. Postuluje się w tym modelu, że zachodzi pełna akumulacja ciepła we wlewnicy właśnie dla tej transformacji. Stąd, spłaszczenie krzywej T(t) jest obserwowane dla punktu operacyjnego. Zakres tego spłaszczenia oznaczony tC - tE odpowiada rzeczywistemu okresowi transformacji, tRC - tRE który pojawia się w krzepnącym walcu. W drugim etapie symulacji analizuje się gradientowe pole temperatury. Wyróżniono trzy jego zakresy: a/ dla formowania się struktury kolumnowej (strefa C): b/ dla transformacji struktury kolumnowej w strukturę w pełni równoosiową (okres inkubacji), C - E: Powstawanie struktury kolumnowej wyraźnie zwalania w okresie inkubacji. Wynika to z konkurencji między wzrostem struktury kolumnowej i równoosiowej. Postuluje się że zaobserwowana zależność dobrze odpowiada krytycznemu gradientowi temperatury, Gcrit.. Symulacja została przeprowadzona zarówno dla walców staliwnych jak i żeliwnych dla warunków zbliżonych do przemysłowych. Ponieważ tzw. inkubacja dzieli walec na dwie strefy (kolumnową i równoosiową) pewne eksperymenty związane z symulacją zostały przeprowadzone w skali półprzemysłowej celem konfrontacji z obliczeniami. Sformułowano równanie określające makrosegregację w obu strefach. Bazuje ono na ostatnio zaproponowanym równaniu dla opisu redystrybucji po dyfuzji wstecznej. Podkreślono rolę parametru dyfuzji wstecznej jako czynnika odpowiedzialnego za redystrybucję w obu strefach strukturalnych. - Źródło:
-
Archives of Metallurgy and Materials; 2012, 57, 1; 105-117
1733-3490 - Pojawia się w:
- Archives of Metallurgy and Materials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł