Kvalitní výrobky, robustnost procesů a ekonomičnost výroby při kontinuálním odlévání
Proces kontinuálního lití má zásadní význam pro výrobu předlitků. Tekutý kov je vystaven krátkému, intenzivnímu ochlazování krystalizátorem a může obsahovat grafitické vměstky z mezipánve a licího zařízení. Zároveň je potřeba dosáhnou dokonale utuhlé skořepiny kovu na výstupu z krystalizátoru. Na začátku lití je v krystalizátoru umístěna zaváděcí zátka, a po dosažení potřebné výšky v krystalizátoru, vede zátka předlitek segmenty válců, přičemž je potřeba upravit množství přitékající taveniny. Primární ochlazování v krystalizátoru má rozhodující vliv na vznik natuhlé skořepiny. Další ochlazování probíhá v sekundární zóně chlazení. Pro návrh a optimalizaci procesů je MAGMA CC plně integrovaným a prakticky relevantním řešením na klíč, které poskytuje důležité informace pro optimalizaci výrobních procesů horizontálního i vertikálního kontinuálního lití.
Proud kovu a tvar trysky
Rychlostní pole taveniny po vstupu do krystalizátoru
Zobrazení tekutého jádra a dvoufázového pásma
Tok částic kovu v mezipánvi, zobrazující turbulence a vměstky
Deformační kritérium ukazující vznik a průběh vzduchové mezery
Zohlednění vodních trysek v oblasti sekundárního chlazení
Vizualizace stroje s vertikálním ohybem
MAGMA CC pomáhá dosáhnout následujících cílů:
- Optimalizace licí soustavy a mezipánve k dosažení lepšího proudění taveniny
- Úpravy a optimalizace ponorných trysek k minimalizaci vměstků
- Návrh a optimalizace krystalizátoru (např. konicita, ochlazovací výkon, materiály)
- Optimalizace procesu ( např. optimální rychlost posuvu, přizpůsobení sekundárního ochlazování)
- Predikce vlivu proměnných procesních parametrů na teplotní pole předlitku v celém výrobním procesu
- Optimalizace vlivu vtékající taveniny a následných operací na tok kovu, jak v tekuté fázi, tak i s natuhlou skořepinou
- Výpočet napěťových stavů v předlitku i krystalizátoru, ale také napěťově závislé kvalitativní kritéria
MAGMA CC lze použít pro simulaci odlévání mědi a jejich slitin, hliníkových slitin a ocelí. Program lze využít pro zajištění kvality již v předvýrobní etapě, ale také pro kontinuální vylepšování procesu v průběhu výroby. S využitím metod virtuálních experimentů a autonomní optimalizace je možné zajistit nastavení procesních i výrobních parametrů tak, aby bylo dosaženo stabilního procesu výroby a vysoké jakosti předlitků.
MAGMA CC obsahuje výpočet toku kovu, tuhnutí a napětí v primárním i sekundárním chlazení. Jsou zohledněny také reakce mezi přitékající taveninou, natuhlou skořepinou a krystalizátorem.
Kontinuální lití - publikace
Autonomous Mathematical Optimization of Continuous Casting Processes
Editors:
Wilfried Schäfer, Götz Hartmann, Erik Hepp, MAGMA GmbH, Aachen, Germany
Dieter G. Senk, Sonja Stratemeier, IEHK RWTH Aachen University, Germany
The publication introduces a numerical simulation based optimization strategy, following rigorous thermodynamic and thermo mechanical models as well as a strictly methodic approach.
