search query: @keyword continuous casting / total: 5
reference: 2 / 5
| Author: | Kärkkäinen, Mikko Seppo |
| Title: | Teräksen jatkuvavalun lämpötila- ja laadunennustusmallin validointi |
| Validation of model for predicting surface temperature and quality of continuously cast steel | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2015 |
| Pages: | 53 Language: fin |
| Department/School: | Kemian tekniikan korkeakoulu |
| Main subject: | Soveltava materiaalitiede (MT3001) |
| Supervisor: | Louhenkilpi, Seppo |
| Instructor: | Kärkkäinen, Maija ; Rentola, Ismo |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201512165626 |
| Location: | P1 Ark Aalto 3325 | Archive |
| Keywords: | continuous casting transverse surface cracks microalloyed steel vertical-bending caster heat transfer model slab surface quality jatkuvavalu poikittaiset pintahalkeamat mikroseosteinen teräs Vertical-Bending- jatkuvavalukone lämmönsiirtomalli aihion pinnanlaatu |
| Abstract (eng): | The objective of this work was to apply IDS ("InterDendritic Solidification"), a thermodynamic/kinetic model for predicting steel solidification microstructure and Cast Manager, a 3D dynamic heat transfer model, for prediction of heat transfer and surface cracking in continuously cast steel. Experiments were carried out at the vertical bending continuous casting machine JVK6 at SSAB Europe Oy, Raahe. Visual examination of slabs and on-line process sensors were used to acquire statistical data of the surface cracking vulnerability of different slab compositions and sizes. This data was compared to the results of the quality prediction module of IDS. The study focused on niobium-alloyed steels, which are known to be vulnerable to transverse surface cracks. The heat transfer model was compared to temperature measurements taken during casting from the straighteni ng zone using a Raytek MP50 two-colour pyrometer and from the end of the casting machine using a FLIR SC660 handheld thermal camera. Additionally, previous research on this topic was reviewed to determine the mechanisms and causes for surface cracks in slab casting. Scanning electron microscopy was applied to study the microstructure, precipitates and inclusions in two slabs with different steel composition. The results showed that the quality prediction model was able to correctly predict defects in low-alloyed steel. In niobium-alloyed steel, difficulties were observed in predicting the effects of precipitates to the surface quality. The heat transfer model was able to accurately predict the temperature gradient of the top slab surface at the end of the casting machine. The model showed a moderate-to-low systematic excess of 50 K degrees temperature at the straightening zone. This may have been caused by overestimation of the leidenfrost-effect or poor calibration of the Raytek MP50 pyrometer. Niobium (nitro)carbide precipitates were found to preferable nucleate at austenite grain boundaries and on titanium carbide precipitates as well as on manganese sulphide inclusions. Titanium alloying was found to have a positive effect on slab surface quality, which may be explained by its ability to increase mean precipitate size. |
| Abstract (fin): | Työn tavoitteena oli todentaa kahden Aalto-yliopistossa kehitetyn simulaattorin, IDS ("InterDendritic Solidification") mikrorakennemallin ja Cast Manager - 3D dynaamisen lämmönsiirtomallin, soveltuvuus jatkuvavaletun teräsaihion pinnanlaadun ennustamiseen. Työn kokeellinen osuus suoritettiin SSAB Europe Oy, Raahen tehtaan jatkuvavalukoneella JVK6. Aihiotarkastusten ja jatkuvavalun reaaliaikaisten sensorien avulla kerättiin tilastollista dataa eri aihiolaatujen ja valukokojen haavoittuvuudesta pintahalkeilulle. Tutkimus keskittyi niobiseosteisiin teräksiin, jotka ovat tunnetusti herkkiä poikittaisille pintahalkeamille. Lämmönsiirtomallin tuloksia verrattiin mittauksiin Raytek MP50 -kaksiväripyrometrista ja FLIR SC660 lämpökamerasta. Kaksiväripyrometrilla mitattiin yläpinnan lämpötilajakauma jatkuvavalun oikaisualueelta ja lämpökameralla jatkuvavalukoneen lopusta. Työn yhteydessä suoritettiin kirjallisuustutkimus, jossa selvitettiin tämänhetkinen ymmärrys jatkuvavalun pintahalkeamien syistä ja syntymekanismeista. Skannaavalla elektronimikroskoopilla tutkittiin kahden jatkuvavaletun aihion mikrorakennetta, erkaumia ja sulkeumia. Tulokset osoittivat, että laadunennustusmalli onnistuneesti ennakoi pintavikojen todennäköisyyden matalaseosteisessa teräslaadussa. Niobiseosteisissa laaduissa esiintyi ongelmia erkaumien vaikutuksen ennustamisessa. Lämmönsiirtomalli antoi erinomaisen tuloksen valunauhan lämpötilajakaumasta valunauhan päältä jatkuvavalukoneen lopusta. Oikaisualueella malli ennakoi systemaattisesti 50 K mittauksia korkeamman lämpötilan. Tähän voivat olla syynä leidenfrost-ilmiön yliarviointi tai pyrometrin huono kalibrointi. Elektronimikroskooppimittaukset näyttivät, että niobi(nitro)karbidierkaumat suosivat ydinty-mispaikkoina austeniitin raerajoja, titaani-vanadiinikarbidierkaumia ja mangaanisulfidisulkeumia. Noin 5 mikrometrin erkaumavapaa-alue havaittiin ydintymispaikkojen läheisyydessä. Titaaniseostuksen havaittiin tilastollisesti parantavan aihion pinnanlaatua, minkä arvioitiin johtuvan sen myönteisestä vaikutuksesta keskimääräiseen erkaumakokoon. |
| ED: | 2016-01-17 |
INSSI record number: 52751
+ add basket
INSSI