Produktqualität, robuste Prozesse und kostenoptimierte Produktivität

Das Stranggießverfahren ist im Bereich der Halbzeugfertigung von entscheidender Bedeutung. In eine kurze, intensiv gekühlte Kokille wird flüssiges Metall gegossen. Gleichzeitig wird in entsprechender Menge erstarrtes Metall aus der Kokille abgezogen. Über einen Verteiler gelangt die Schmelze in die Kokille, die zu Beginn nach unten durch einen Anfahrtisch geschlossen ist. Nach Erreichen des gewünschten Füllstandes wird der Anfahrtisch abgezogen und die Schmelze nachgeführt.

Die Primärkühlung im Kokillenbereich ist von entscheidender Bedeutung für die Bildung einer stabilen Randschale. Anschließend erfolgt die weitere Abkühlung des Stranges im Sekundärkühlbereich. Für die Prozessauslegung und Optimierung bietet MAGMA mit MAGMA CC ein voll integriertes, praxisrelevantes Simulationsprogramm für den vertikalen und horizontalen Strangguss.

 

MAGMA CC unterstützt den Stranggießer bei folgenden Zielsetzungen:

  • Auslegung und Optimierung von Verteilern und Gießrinnen zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse
  • Layout und Optimierung der Tauchausgüsse/Düsen zur Minimierung von Einschlüssen
  • Design und Optimierung der Kokille (z.B. Konizität, Kühlleistung, Werkstoffauswahl)
  • Optimierung des Gesamtprozesses (z.B. optimale Gießgeschwindigkeit, angepasste Sekundärkühlung)
  • Ermittlung der Temperaturverteilungen während des Anfahrens und des quasi-stationären Zustandes für verschiedene Prozessbedingungen zur Gewährleistung der geforderten Qualität
  • Optimierung qualitätsrelevanter Strömungserscheinungen sowohl während des Anfahrens als auch im quasi-stationären Zustand, unter Berücksichtigung von nachströmendem Metall und natürlicher Konvektion
  • Berechnung der Spannungsverteilung in Strang und Kokille sowie spannungsrelevanter Qualitätskriterien

Das Programm ist für Kupfer und Kupferlegierungen, Aluminiumlegierungen und Stahl geeignet. MAGMA CC kann sowohl vor Beginn der Produktion als auch produktionsbegleitend eingesetzt werden, um die Qualität der Produkte zu verbessern. Mit Hilfe der umfassenden Möglichkeiten zur integrierten virtuellen Versuchsplanung und autonomen Optimierung werden die für eine sichere und qualitätsgerechte Fertigung einzuhaltenden prozess- und produktspezifischen Fertigungsfenster ermittelt. MAGMA CC ermöglicht die Berechnung von Strömung, Erstarrung und Spannungen unter Berücksichtigung der Primär- und Sekundärkühlung. Damit können die Wechselwirkungen zwischen einströmender Schmelze, der erstarrten Randschale des Strangs und der Kokille beurteilt werden.

Publikation aus dem Bereich Strangguss

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

(Nur auf Englisch verfügbar)

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