Tätigkeitsbericht /Activity Report 2011/2012 - BFI.de

Process | Continuous Casting and Forming
verbesserte Abbildung dieses Verhaltens ermöglicht.
Von besonderem Interesse war das Verhalten in der
„mushy zone“, dem Übergangsbereich zwischen
Schmelze und vollständig erstarrtem Strang. Hier
wurde dem Simulationsmodell eine „Einfangwahrscheinlichkeit“
auch unter Berücksichtigung der
stochastischen Natur der Strömung zugrunde gelegt.
Im Rahmen der Untersuchung in einer Knüppel-
Stranggießkokille wurden die verschiedenen Arten
von Einschlüssen durch Zugrundelegung relevanter
Massendichten und Durchmesser charakterisiert.
Die nachfolgend beschriebenen Ergebnisse beziehen
sich auf Gießpulvereinschlüsse mit einer Dichte von
2.540 kg/m 3 und einem Durchmesser von 100µm.
In Bild 60 sind die numerisch ermittelten
Einschlussverteilungen in verschiedenen Ansichten
zu sehen. In Bild 60 a) ist deutlich zu erkennen,
dass nur wenige Einschlüsse in den Bereich des
Meniskus gelangen. Das bedeutet, dass hier in der
Kokille nur wenige Einschlüsse abgeschieden bzw.
im Bereich des Meniskus eingefangen werden. Der
Großteil der Einschlüsse wird dort eingefangen, wo
sich bereits eine deutliche Strangschale ausgebildet
hat. Bild 60 b) zeigt die Verteilung der Einschlüsse
über den Strangquerschnitt. Hinterlegt ist hier als
Farbraster die Strangkontur am Kokillenaustritt
(blau bedeutet vollständig erstarrt). Auch hier ist
zu erkennen, dass nur wenige Einschlüsse nahe
der Strangoberfläche zu finden sind.
better mapping of this behaviour. One area of
particular interest was the behaviour in the
“mushy zone”, i.e., the transition zone between
liquid melt and fully solidified strand. Here the
simulation model was based on a “trapping probability”
while also taking the stochastic nature
of the flow into account.
During the studies on a billet continuous casting
mould the different types of inclusions were characterised
based on the relevant mass densities
and diameters. The results described below relate
to casting powder inclusions with a density of
2,540 kg/m³ and a diameter of 100µm.
Fig. 60 shows the numerically determined inclusion
distributions in various views. In Fig. 60 a)
it can be clearly seen that only a few inclusions
reach the meniscus region. This means that at this
point within the mould only a few inclusions are
segregated out or trapped in the meniscus region.
The major part of the inclusions is entrapped at
the point where a distinct strand shell has already
formed. Fig. 60 b) shows the distribution of the
inclusions across the strand cross-section. In this
image, the strand contour at the mould exit has
been plotted in colour in the background (blue
means completely solidified). Here, too, it can be
seen that there are only a few inclusions in the
zone near the strand surface.
Bild / Figure 59
Berechnetes Temperaturfeld in einem Stranggießverteiler bei Einsatz von zwei Einbauteilen (halber Verteiler Längsschnitt)
Computed temperature field in a continuous caster tundish when using two pieces of furniture (longitudinal section, half-tundish)
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