COMPUTATIONAL CASTING

Eine Stranggießanlage ist grundsätzliche eine metallurgische Maschine und muss deshalb von Metallurgen und nicht von Maschinenbauern ausgelegt werden.
Irving Rossi (1978)

 
 

AUF DEN PUNKT GEBRACHT

Stranggießen

Eine umfassende Analyse von ausgewählten Zuständen im Stranggießprozess anhand eines technologisch-metallurgischen Ansatzes ist für folgende metallurgische Interpretationen unerlässlich:

  • Untersuchung der Temperaturverteilung auf der Strangoberfläche und in ausgewählten Positionen im Strang.
  • Untersuchung des Schalenwachstums für ausgewählte Festkörperanteile während des gesamten Gießprozesses.
  • Bestimmung des Durcherstarrungspunktes (metallurgische Länge).
  • Bestimmung der optimalen Positionierung von technologischen Einheiten:
    • Elektromagnetische Strangrührer (S-EMS)
    • Finalrührer (F-EMS)
    • Mechanische und thermische Softreduction
    • Isolationstunnel

Blockgießen

Das Blockgießen ist nach wie vor für viele Stahlsorten von grundlegender Bedeutung, vor allem für die Herstellung von Schmiedeteilen. Die komplexen Phänomene während dieses Prozesses müssen kontrolliert werden, um eine gute Qualität des Endprodukts zu erhalten. Die optimalen Gießparameter beim Blockgießen stehen in einer multidimensionalen Abhängigkeit zueinander. Die Gießgeschwindigkeit hängt nicht nur vom Blockformat ab, sondern muss auch in Abhängigkeit der Stahlanalyse, der Überhitzung und der Gespannreihenfolge definiert werden. Weitere wichtige Gießparameter sind die Art und Menge des Gießpulvers, des exothermen Pulvers und des Abdeckpulvers.

Die numerische Simulation kann hier ein hoch effiziente Anwendung sein:

  • Optimierung der Kokillengeometrie und des gesamten Gespanns (Trichter, Platten, Kanäle und Hot Tops)
  • Optimierung der Gießparameter
  • Minimierung von Lunker, Porosität und Seigerungen

qoncept verwendet numerische Algorithmen und Modelle zur Berechnung der thermo-physikalischen Vorgänge, die während der Gießprozesse auftreten. Details zu den numerischen Grundlagen finden sich in:

[1] Michelic, S. et al.: Modelling Solidification in Continuous Casting: Algorithms and Boundary Conditions, 3rd International Conference on Simulation and Modelling of Metallurgical Processes in Steelmaking Steelsim 2009, Leoben, A, 2009, 1–8.
[2] Michelic, S. et al.: Development, Implementation and Verification of a Transient Numeric Solidification Model of a Continuous Bloom Caster, 7th European Continuous Casting Conference, Düsseldorf, 2011, 1–10.

Die folgende Abbildung zeigt typische Ergebnisse einer Erstarrungsberechnung: (1) Temperaturverteilungen und (2) Schalenwachstum und Schalendicke für verschiedene Festkörperanteile:

 

Fundierte und gut überprüfte Materialdaten sind die Grundlage für korrekte Erstarrungsanalysen. Dementsprechend entwickelte qoncept ein Submodell zur Berechnung der temperaturabhängigen thermophysikalischen Eigenschaften von Stählen (oder anderen Metallen), die vom Erstarrungsmodell benötigt werden. Diese Daten werden, abhängig von der genauen chemischen Zusammensetzung, für jedes Material spezifisch berechnet.

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UNSER ANGEBOT

 

qoncept bietet Analysen der Erstarrung als Dienstleistung oder die Implementierung von Erstarrungsmodellen für Gießprozesse für off- und on-line Berechnungen an:

Erstarrungsanalyse

Wir bieten eine umfassende Analyse von ausgewählten Zuständen im Gießprozess basierend auf definierten Rahmenbedingungen (Anlagenkonfiguration und Prozessparameter) des Kunden. Um die Realität korrekt wiederzugeben, müssen bestimmte Eingabedaten bereitgestellt werden. Falls keine Daten verfügbar sind, verfügt qoncept über eine große Datenbank, um realistische Annahmen treffen zu können.

Anlagen- und Prozessdaten, die für den Stranggießprozess berücksichtigt werden:

  • Gießformat
  • Gießgeschwindigkeit
  • Überhitzung im Verteiler
  • Stahlmarke (Chemische Zusammensetzung)
  • Kokillenlänge und Abkühlverhalten in der Kokille
  • Länge der Sekundärkühlzonen und spezifisches Abkühlverhalten

Anlagen- und Prozessdaten, die für den Blockgießprozess berücksichtigt werden:

  • Gießformat
  • Gießgeschwindigkeit
  • Überhitzung in der Pfanne
  • Stahlmarke (Chemische Zusammensetzung)
  • Kokillenlänge und Abkühlverhalten in der Kokille

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Softwarelösung für Erstarrungsberechnungen

Die Lösung zur Verbesserung der Gießprozesse durch ein hochentwickeltes Online-Modell, das auf der “realen Metallurgie” basiert. Wir integrieren unsere Softwarelösung in die vorhandene IT-Landschaft (zum Beispiel in das bestehende Level-2-System).

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