Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô phỏng tạm thời hiện tượng truyền nhiệt và đông đặc trong quá trình đúc liên tục thép
Tóm tắt
Một mô hình toàn diện về hiện tượng truyền nhiệt và đông đặc đã được phát triển, bao gồm sự tiến hóa cấu trúc vi mô và sự phân vùng vĩ mô biến động trong các tấm thép đúc liên tục với mục tiêu đánh giá các điều kiện làm mát khuôn khác nhau. Nghiên cứu bao gồm các thử nghiệm tại nhà máy, các khảo sát kim loại học và việc xây dựng mô hình toán học. Các thử nghiệm tại nhà máy liên quan đến việc thu thập mẫu từ ba máy đúc tấm đang được sử dụng tại hai nhà máy thép khác nhau. Nghiên cứu kim loại học phối hợp các phép đo khoảng cách giữa cánh nhánh tinh thể và phân tích phân vùng vĩ mô của các mẫu thu thập. Một mô hình toán học một chiều đã được phát triển để mô tả giai đoạn nhiệt, giai đoạn đông đặc, sự tiến hóa cấu trúc vi mô, biến dạng giữa các nhánh tinh thể, và do đó, các phân bố đặc trưng vĩ mô. Hai phương pháp làm mát đã được đề xuất trong nghiên cứu này để đánh giá hệ số truyền nhiệt Newton trong các vùng khuôn khác nhau. Phương pháp đầu tiên là phương pháp ước lượng trực tiếp (DEA), trong khi phương pháp thứ hai là phương pháp kết hợp giữa mô hình điện trở bề mặt và phương pháp ước lượng trực tiếp (CIR/DEA). Dự đoán của mô hình và các mô hình phân tích chuẩn cũng như các phép đo trước đó đã được so sánh để xác minh và hiệu chuẩn mô hình, nơi mà sự nhất quán tốt đã được đạt được. So sánh giữa dự đoán của mô hình và các phép đo khoảng cách giữa các nhánh tinh thể và các hồ sơ nồng độ carbon biến động đã được thực hiện để xác định mức độ chính xác của mô hình với các phương pháp làm mát khác nhau. Sự nhất quán tốt đã được đạt được với các mức độ chính xác khác nhau trong các phương pháp làm mát khác nhau. Dự đoán của mô hình về các thông số nhiệt và các đường đẳng nhiệt đã được phân tích và thảo luận.
Từ khóa
#truyền nhiệt #đông đặc #đúc liên tục #mô hình toán học #kim loại học #giảm thiểu biến động vĩ môTài liệu tham khảo
1. A. Grill, K. Sorimachi, and J K. Brimacombe: Metall. Trans. B, 1976, vol. 7B, pp. 177-89.
2. M. Wolf and W. Kurz: Metall. Trans. B, 1981, vol. 12B, pp. 85-93.
3. M. Gonzalez, M.B. Goldschmit, A.P. Assanelli, E.F. Berdaguer, and E. Dvorkin: Metall. Mater. Trans. B, 2003, vol. 34B, pp. 455-73.
J.K. Brimacombe: Continuous Casting, vol. 2: Heat Flow, Solidification and Crack formation, The Iron and Steel Society, 1984.
5. W.R. Irving: Continuous Casting of Steel, Institute of Metals, London, U.K., 1993.
J.E.R. Lima, J.K. Brimacombe, and I.V. Samarasekera: Ironmaking Steelmaking, 1991, vol. 18, pp. 114-26.
7. I.V. Samarasekera, J.K. Brimacombe, and K. Wilder: Ironmaking Steelmaker, 1994, vol. 21, pp. 53-63.
C.A. Pinheiro, I.V. Samarasekera, and J.K. Brimacombe: Ironmaking Steelmaking, 2000, vol. 27, pp. 37-53.
9. Y. Meng and B.G. Thomas: Metall. Mater. Trans. B, 2003, vol. 34B, pp. 685-705.
M.O. El-Bealy: Proc. 6th European Conference on Continuous Casting, 2008, 3–6 June 2008, Riccione, Italy.
S. Chandra, J.K. Brimacombe, and I.V. Samarasekera: Ironmaking Steelmaking, 1993, vol. 20, pp. 104-12.
X.Y. Tian, F. Zou, B.W. Li, and J.-C. He: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41B, pp. 82-6.
13. B. Lally, L. Biegler, and H. Henein: Metall. Trans. B, 1991, vol. 21B, pp. 761-70.
14. K. Blazek: Ironmaking Steelmaking, 1987, vol. 14, pp. 49-57.
15. H. Nasser, B. Korojy, and H. Fredriksson: Ironmaking Steelmaking, 2009, vol. 36, pp. 521-8.
16. M. El-Bealy and H. Fredriksson: Scand. J. Metall., 1994, vol. 23, pp. 140-50.
17. R.B. Mahapatra, J.K. Brimacombe, I.V. Samarasekera, N. Walker, E.A. Paterson, and J.D. Young: Metall. Trans. B, 1991, vol. 22B, pp. 861-74.
18. C. Li and B.G. Thomas: Metall. Mater. Trans. B, 2004, vol. 35B, pp. 1151-72.
B.G. Thomas: A State of Art Review, 74th Steel Making Conf. ISS, 1991, pp. 105–18.
20. M.R. Aboutalebi, M. Hasan, and R.I.L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 1995, vol. 26B, pp. 731-44.
A. Hardinand and C. Beckermann: HTD-vol. 347, National Heat Transfer Conf., ASME-1997, vol. 9, pp. 9–20.
22. S.K. Choudhary and D. Mazumbar: Iron Steel Inst. Jpn. Int., 1994, vol. 34, pp. 769-76.
23. X. Huang, B.G. Thomas, and F.M. Najjar: Metall. Trans. B, 1992, vol. 23B, pp. 339-56.
M.W. Collur: Private Communications, 1996.
25. M. Alizadeh, H. Edris, and A. Shafyei: Int. J. ISSI, 2006, vol. 3, pp. 7-16.
26. Y. Xie, H. Yu, and B. Wang: J. Mater. Process. Tech., 2008, vol. 109, pp. 49-55.
27. M. Velćka, R. Pyszko, M. Pŕihoda, and J. Molinek: Metalurgija, 2009, vol. 48, pp. 277-80.
28. Z. Elahipanah: Master Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2012.
29. R. Manojlovic: J. Chem. Tech. Metall., 2013, vol. 48, pp. 419-27.
S. Mazumdar and S. Ray: Sadhana, 2001, vol. 26, pp. 179-98.
V. Karlinski, W. Fogazzi, B.V. de Souza, C.R.F. Ferreira, and C.A. Santos and J.A. Spim: Engenharia Térmica Thermal Eng., 2009, vol. 8, pp. 18-23.
H.Y. Seo, J.T. Choi, K.Y. Lee, and S.G. Kim: Scanmet IV-4th International Conf. on Process Development in Iron and Steelmaking, 10–13 June 2012, Luleå, Sweden.
J.R. Davis: Metals Handbook, 9th edn, vol. 2, pp. 152–77, ASM International, Materials Park, 1998.
34. R.T. DeHoff and F.N. Rhines: Quantitative Microscopy, 2th ed, Mater. Sci. Eng. Series, McGraw-Hill, New York, 1968.
35. P. Sivesson, C-M Raihle, and J. Konttinen: Mater. Sci. Eng., 1993, vol. A173, pp. 299-304.
M. El-Bealy: Scand. J. Metall., 1995, vol. 24, pp. 63, 80, pp. 106–20.
37. M.O. El-Bealy: Ironmaking Steelmaking, 2013, vol. 40, 559-70.
38. T. Thewlis: Mater. Sci. Technol., 2004, vol. 20, pp. 143-59.
39. H.O.K. Kirchner: Metall. Trans., 1971, vol. 2, pp 2861-4.
I. Laren and H. Fredriksson: Scand. J. Metall. 1972, vol. 1, pp. 59–68.
41. H. Jscobi and K. Schwerdtfeger: Metall. Trans. A, 1976, vol. 7A, pp. 811-20.
42. N.A. Shah and J.J. Moore: Metall. Trans. B, 1989, vol. 30B, pp. 893-910.
43. M. El-Bealy and B.G. Thomas: Tech. Comm. Metall Trans. B, 1996, vol. 27B, pp. 689-93.
S.N. Singh and K.E. Blazek: JOM, 1974, vol. 10, pp. 17-27.
45. M. El-Bealy and H. Fredriksson: Metall. Mater. Trans. B, 1996, vol. 27B, pp. 999-1014.
46. M.O. El-Bealy: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45, pp. 988-1017.
47. D.R. Poirier, P.J. Nandapurkar, and S. Ganesan: Metall. Trans. B, 1991, vol. 22B, pp. 889-900.
B. Rogberg: Ph.D. Dissertation, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 1982.
49. H. Fredriksson and J. Stjerndahl: Met. Sci., 1982, vol. 16, pp. 283-7.
50. M.O. El-Bealy: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42B, pp. 1280-96.
51. M.O. El-Bealy: Steel Res. Int., 2013, vol. 84, no. 1, pp. 565-83.
52. M.O. El-Bealy: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43B, pp. 1488-516.
J. Stetina, F. Kavicka, P. Ramik, J. Heger, J. Dobrovska, and B. Sekaniana: 6th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference, 16 March, 2003.
54. B.G. Thomas, D. Lui, and B. Ho: Sensors and Modeling in Materials Processing: Techniques and Applications, Orlando, FL, 1997, pp. 117-42.
H.A. Weisinger, K.L. Schwaha, and O. Kriegner: Proceedings 2nd Process Technology Conf., Chicago, IL, ISS-AIME, 1981, vol. 2, pp. 86-94.
56. M.O. El-Bealy: Steel Res. Int., 2011, vol. 82, pp. 1187-296.
57. A. Jabblonka, K. Harste, and K. Schwerdtfeger: Steel Res. Int., 1991, vol. 62, pp. 24-33.
M. El-Bealy: Metall. Mater. Trans. B, 2000, vol. 31B, pp. 331–43 and 345–55.
B.G. Thomas, R. O' Malley, T. Shi, Y. Meng, D. Creech, and D. Stone: in Modeling of Casting, Welding, and Advanced Solidification Processes—IX, Aachen, Germany, Aug. 20–25, 2000, P. Sahm, ed., Shaker Verlag, Aachen, Germany, 2000, pp. 769–76.
M.O. El-Bealy; Can. Metall. Q., 2016, vol. 55, pp. 23–44.
61. G. Dahlquist and A. Bjorck: Numerical Methods, 1st ed., Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, 1974. p. 277.
F. Stern: Chapter 3, Mechanics of Fluids and Transport Processes, Spring, Berlin, 2014
J.K. Park, B.G. Thomas, and I.V. Samarasekera: Ironmaking and Steelmaking, 2002, vol. 29, pp. 359–75.
64. S. Denis, S. Sjostrom, and A. Simon: Metall. Trans. A, 1987, vol. 18A, pp. 1203-12.
65. B. Lally, L. Biegler, and H. Henein: Metall. Trans. B, 1990, vol. 21B, pp. 761-70.
66. A.A. Howe: Ironmaking Steelmaking, 1988, vol. 15, pp. 134-42.
67. J. Miettinen and S. Louhenkilpi: Metall. Mater. Trans. B, 1994, vol. 25B, pp. 909-16.
H. Fredriksson: Proc. John Hunt International Symposium of Solidification Science and Technology, 12–14 December 2011, Brunel University, U.K., pp. 219-31.
69. K. Kagawa and T. Okamoto: Mater. Sci. Technol., 1986, vol. 2, pp. 997-1008.
70. H. Sandberg: Scand. J. Metall., 1973, vol. 2, pp. 233-9.
71. A. Jablonka, K. Harste, and K. Schwerdtfeger: Steel Res. Int., 1991, vol. 62, pp. 24-33.
72. J. Miettinen: Metall. Mater. Trans. B, 1997, vol. 28B, pp. 281-97.
R.D. Pehlke, A. Jeyarajan, and H. Wada: NTIS-PB83-21003, University of Michigan, Ann Arbor, MI, 1982.
74. J.P. Gatathuler and F. Weinberg: Metall. Trans. B, 1983, vol. 14B, pp. 733-41.
75. J.O. Kristiansson: J. Therm. Stress., 1982, vol. 7, pp. 209-15.
C. Bernhard, B.G. Thomas, G. Xia, and C. Chimani: Bergund Huettenmaennische Monatshefte, Jg. Heft. 9, 2001, vol. 146, pp. 376–85.
77. M.M. Collur: Use of CON1D Model to Determine if the Casting Speed can be increased for Chrome-Nickel Grades at 8-3 Caster, Report Allegheny Ludlum Corporation Technical Center, Brackenridge, PA, 1996.
A Moitra: Ph.D. Dissertation, University of Illinois at Urbana-Champaign, IL, 1993.
80. J.K. Brimacombe and K. Sorimachi: Metall. Trans. B, 1977, vols. 638-42, pp. 488-505.
81. R. Dippenaar: Mater. Sci. Forum, 2010, vols. 638-42, pp. 3603-9.
M.O. El-Bealy and A.M. Hussein: Proc. AIST-Annual Meeting, “Continuous Casting”, 7–10 May 2007, Indianapolis, IN.
83. M.O. El-Bealy: Mater. Sci. Appl., 2013, vol. 4, pp. 39-51.