連続スラブ鋳造型における熱-機械モデリングとその応用

スラブ鋳造型におけるストランドの固化中の熱的および機械的挙動を理解するために、二次元の結合熱-機械有限要素モデルが構築され、それに対応するFEMプログラムが開発されました。このモデルは、鋳造速度で型の中を移動するストランドの横断面の4分の1をシミュレーションします。型とストランド内の熱移動は、それぞれ定常モデルと過渡モデルで分析されます。ストランドの変形を解析するために熱弾塑性平面応力モデルが使用されます。熱移動と変形は、ストランドと型の間の界面熱抵抗を介して結合されています。このモデルは、型のコーナー構成と型のテーパーがストランドのひび割れ形成傾向に与える影響を調査するために使用されました。結果は、適切なコーナーサイズの面取り型を採用すると、スラブの角での2D熱移動条件を修正でき、横方向のコーナークラックのリスクを減少させることが示されています。同様に、最適化された放物線型テーパーを採用することにより、ストランドの温度と応力の均一性が著しく向上し、同時に応力のピーク値を減少させることができ、これによりひび割れの発生が少なくなり、理論的な期待と好意的に一致します。結合熱-機械モデルの成功した適用は、内部ひび割れ形成のさらなる理解と運転パラメータおよび型構成の最適化に対するその巨大な可能性を示しています。