Лента стальная горячекатаная: Библиотека государственных стандартов

3.2. Параметры процесса и их влияние на характеристики полосы

Микроструктура и механические свойства затвердевших материалов зависят от характеристик затвердевания. Механизм затвердевания в двухвалковой машине для разливки полосы может управляться различными параметрами процесса. Когда жидкий металл выходит из сопла и касается поверхности валка, обычно начинается отверждение двух валков за счет потери тепла от жидкого металла к поверхности валка, и в результате образование двух оболочек увеличивается по толщине, и они продолжают двигаться. продвигаются через ванну расплава и, наконец, контактируют друг с другом в зазоре между валками (минимальное расстояние между двумя валками) [2].Преобразование из жидкости в твердое включает полутвердую область, то есть мягкую зону. Когда затвердевающий металл достигает достаточной прочности, материал подвергается горячей обработке перед тем, как покинуть зону захвата валка, что позволяет изменять геометрические свойства и микроструктуру полосы. Это обеспечивает лучшее сцепление двух оболочек друг с другом, избегая пустот и пористости в центре полосы. Таким образом, процесс двухвалкового литья полосы объединяет затвердевание и деформацию в один процесс.Явление затвердевания в процессе двухвалковой разливки полосы зависит от следующих параметров процесса двухвалковой разливки полосы: (i) Диаметр валка. (Ii) Материал валка. (Iii) Скорость разливки. (Iv) Зазор между валками. ( v) Система подачи металла. (vi) Коэффициент теплопередачи металлопроката.

3.2.1. Материал рулона

На поверхности валков образуется твердая оболочка, и теплопередача между валками и жидким металлом в основном зависит от материала валка. Для увеличения скорости затвердевания используется рулонный материал с более высокой теплопроводностью, что позволяет повысить скорость охлаждения и снизить температуру поверхности [11, 13].Обычно валки изготавливают из стали или меди. Материал валков оказывает значительное влияние на скорость валков, которая может быть достигнута благодаря тому факту, что материал валка определяет коэффициент теплопередачи на границе раздела между расплавленным металлом и поверхностью валка. Чем выше коэффициент теплопередачи, тем больше тепла может быть извлечено за более короткий период времени, что, в свою очередь, дает возможность разливки с более высокими скоростями [14]. Таким образом, рулонный материал напрямую влияет на производительность литой полосы в процессе двухвалковой разливки полосы.Haga et al. [11] обнаружили, что, используя медный валок в двухвалковой разливочной машине в качестве рулонного материала, двухвалковая разливочная машина смогла разливать со скоростью в 10 раз более высокой и уменьшила толщину полосы вдвое по сравнению с полосой, приготовленной непрерывное литье. Микроструктура полоски также была лучше.

3.2.2. Диаметр валка

С увеличением диаметра валка длина контакта между валками и жидким металлом увеличивается. Это увеличит скорость теплопередачи и ускорится отверждение.Процесс вертикального двухвалкового литья полосы может достигать скорости охлаждения в диапазоне от 100 ° C / с до 1000 ° C / с [15]. Скорость охлаждения сильно зависит от скорости вращения валков и материала валков.

3.2.3. Скорость литья

Контроль скорости разливки необходим для управления входящим потоком жидкого металла, чтобы обеспечить стабильную операцию разливки в двухвалковой разливочной машине, что повлияет на явления затвердевания. Скорость литья напрямую влияет на положение конечной точки затвердевания и силу разделения валков.Если конечная точка затвердевания смещается ниже точки захвата двухвалковой разливочной машины, это приводит к вздутию, трещинам и уменьшению толщины полосы [16]. Sahoo et al. [17] исследовали влияние скорости разливки на микроструктуру сплава Al-33Cu и обнаружили, что с увеличением скорости разливки микроструктура полосы становится более мелкой и расстояние между пластинами в эвтектической структуре Al-33Cu уменьшается.

3.2.4. Система доставки металла

Система доставки металла напрямую влияет на процесс затвердевания.Система подачи металла состоит из ковша, устройства регулирования расхода и сопел. Для сохранения массы система подачи металла должна подавать количество жидкости, которое будет соответствовать количеству жидкости, выходящей из зазора между валками. Другими словами, подача жидкого металла должна быть такой, чтобы массовые расходы на входе и выходе совпадали. Если система подачи металла не спроектирована должным образом, это влияет на характеристики потока жидкого металла в ванне расплава, что вызывает колебания свободной поверхности [18], чрезмерную рециркуляцию жидкого металла в ванне расплава [19] и т. Д. .Колебания свободной поверхности на поверхности ванны и рециркуляция в ванне расплава будут влиять на явления затвердевания, что приводит к дефектам на поверхности полосы, таким как (i) отклонение толщины, вызванное колебанием уровня ванны [20] и (ii) шероховатость полосы, которая может усугубляться нестабильностью формы мениска и т. д. [12].

3.2.5. Коэффициент теплопередачи между валками

Коэффициент межфазной теплопередачи между валками и жидким металлом играет решающую роль в определении общей производительности процесса TRSC и качества продукта.Коэффициент межфазной теплоотдачи зависит от нескольких параметров, а именно от скорости литья, проводимости материала валка, шероховатости поверхности валков, типа сплава, используемого при отливке, и использования смазки на поверхности валков [ 21, 22]. Желательно, чтобы валки имели высокое значение теплопроводности, чтобы как можно быстрее отводить тепло от расплавленного металла. Поверхность валков должна быть как можно более гладкой, чтобы минимизировать образование воздушного зазора между первоначально затвердевшей полосой и поверхностью валка, что увеличит теплопередачу от жидкого металла к поверхности валка.

Поскольку процесс включает в себя как затвердевание, так и деформацию, контроль процесса по своей сути затруднен. Есть много параметров процесса, которые взаимодействуют друг с другом. Контроль состояния затвердевания путем управления параметрами процесса является фундаментальным требованием для предотвращения или значительного замедления появления макро- и микроструктурных дефектов в материалах полосы.

4. Исследование процесса вертикального двухвалкового литья полосы

Анализ процессов двухвалкового литья полосы требует решения тепловых характеристик и режимов потока, где затвердевание является важной операционной переменной, которая влияет на качество конечной продукции .

4.1. Численное исследование

Первая попытка моделирования теплопередачи и потока жидкости и твердого тела в двухвалковой разливочной машине была сделана Миядзавой и Секели [23]. Эти авторы сообщили о результатах двухмерного несвязанного потока жидкости и теплопередачи для системы из чистого алюминия, сделав ряд упрощающих предположений. В ванне с жидкостью учитывалось ламинарное течение, а в твердой оболочке предполагалось пластическое течение, когда затвердевание происходило до зазора между валками. Модель применялась для литья чистого алюминия, где не учитывалось наличие мягких зон. На основе этих предположений был получен стационарный двумерный профиль скорости и температуры в твердой и жидкой областях. Что касается потока жидкости, в области жидкости был получен рециркулирующий поток, который увеличивался с увеличением расхода. Двумерная численная модель двухвалковой непрерывной разливки, аналогичная моделям Миядзавы и Секели [23], была разработана Сайто и др.[24]. Они изучили характеристики теплопередачи и потока как в твердой, так и в жидкой фазах металла и решали основные уравнения отдельно, используя метод конечных разностей.

Двумерная стационарная математическая модель связанного турбулентного потока жидкости, теплопередачи и затвердевания для вертикальной двухвалковой разливочной машины была разработана Murakami et al. [25]. В их формулировке они рассматривались как естественная, так и вынужденная конвекция наряду с турбулентным потоком. Мягкая зона моделировалась энтальпийно-пористым методом. С помощью этого подхода автор проанализировал влияние входящего потока на формирование твердой оболочки в двухвалковой МНЛЗ. После Мураками и др. [25], математическая модель, основанная на методе конечного объема, была разработана Ли [26] для прогнозирования поля потока и явлений затвердевания в области вращающегося вала во время двухвалковой разливки жидкой стали (SUS304) со скоростью 1,41 м / с. (Рулон 18 об / мин) скорость. В своей модели они предсказали конечную точку затвердевания, которая дает ценную информацию о тепловом напряжении охлаждающих валков и силе разделения валков.Hwang и Kang [27] разработали стационарную двумерную модель теплопередачи и потока жидкости для двухвалкового ленточного литья из нержавеющей стали и сплава Pb-Sn с использованием метода конечных элементов. Было учтено тепловыделение из-за вязкой работы и пластического течения, и было обнаружено, что вязкая работа оказывает незначительное влияние на температурные профили. Результаты их моделирования показали только качественное согласие с экспериментальной работой, разработанной Saitoh et al. [24]. Следуя тем же принципам исследования, представленного Murakami et al.[25] , Сейедейн и Хасан [28] также применили граничные координаты для моделирования двумерного стационарного турбулентного потока жидкости, теплообмена и затвердевания в клиновидной полости двухвалковой машины для разливки полосы. Они улучшили численную схему, принятую при решении основных уравнений; однако в своей первой модели они не включали явления затвердевания, а в более поздней модели они рассматривали явления затвердевания вместе с не зависящими от температуры свойствами жидкого металла и скоростью разливки 1 м / с (16 об / мин).Чанг и Венг [29] использовали метод конечных элементов для моделирования двухвалковой разливки. Они объединили поток жидкости и теплопередачу в этой модели и включили схему поиска интерфейса для метода локального преобразования, чтобы упростить модель, что помогло легко справиться с поведением различных материалов и неоднородностью свойств материала на разных фазах во время моделирования. Трехмерная модель потока жидкости, теплопередачи и затвердевания была разработана Гатри и Таваресом [30] для изучения различных систем доставки металла для двухвалкового литья с использованием кода METFLO.Это моделирование было применено к экспериментальной литейной машине, изучаемой в Канаде, с радиусом валка 0,30 м, производящей стальные полосы толщиной от 4 до 7 мм при относительно низкой скорости разливки от 0,06 до 0,2 м / с (от 5 до 7 об / мин. ).

Santos et al. [31] разработали численную модель для моделирования затвердевания и теплопередачи в процессе разливки полосы со скоростью разливки 0,03 м / с (14 об / мин) с использованием метода конечных разностей. Модель помогает в проектировании и управлении двухвалковой экспериментальной системой.Автор ввел коэффициент теплопередачи между жидким металлом и валком вместо граничного условия постоянной температуры (290 K), использованного Saitoh et al. [24]. Двумерный метод конечных элементов (МКЭ) был сформулирован Гуптой и Сахаи [32] для моделирования потока жидкости, теплопередачи и затвердевания в двухвалковой разливке полосы со скоростью разливки 0,77 м / с (50 об / мин). Они использовали вязкость жидкого металла, зависящую от температуры, но остальные свойства материалов не менялись в зависимости от температуры.Они обнаружили, что скорость разливки и коэффициент теплопередачи расплава на валке были основными параметрами, влияющими на толщину полосы, в то время как перегрев расплава оказывал незначительное влияние. Ким и др. Провели численное исследование характеристик потока жидкости и теплопередачи в клиновидной ванне при ленточном литье нержавеющей стали при скорости разливки 0,3 м / с (16 об / мин). [33]. Они изучили влияние зазора валков и различной конструкции сопла на характер течения расплава и распределение температуры.На основе своей модели они разработали фундаментальное понимание конструкции двухвалковой разливочной системы.

Численное исследование турбулентного потока жидкости и затвердевания в двухвалковой машине для литья под давлением было изучено Kim et al. [34]. Авторы изучили влияние различных параметров процесса, таких как тип сопла, толщина зазора валков, перегрев металла и т. Д., На явления затвердевания в клиновидной ванне расплава и оптимизировали параметры процесса на основе моделирования для литья качественных полос.Промышленный процесс двухвалкового литья был проанализирован Cruchaga et al. [35] с помощью МКЭ для изучения связанных потоков жидкости и явлений фазового перехода. В этой работе автор исследовал влияние различных скоростей прокатки, коэффициентов теплопередачи металлопроката на поток, а также характер теплопередачи и затвердевания и обнаружил, что температура полосы на выходе выше при более высокой скорости прокатки и меньшем количестве металла. коэффициент теплоотдачи валка. Интегральная трехмерная модель потока жидкости и теплопередачи во время двухвалковой разливки полосы была разработана Miao et al.[36] с помощью МКЭ, и они изучили влияние различных параметров процесса на поток жидкости и температурное поле. Их модель помогла спроектировать форсунку и контролировать технологические параметры процесса двухвалкового литья. Численное исследование характеристик потока жидкости и теплообмена в бассейне было исследовано Bae et al. [37] и Cao et al. [38], скорость разливки варьировалась от 0,05 до 0,52 м / с (от 4 до 20 об / мин). Влияние скорости разливки и высоты ванны на структуру потока и затвердевание было изучено для получения полос хорошего качества.На основе своей модели они численно обнаружили, что положение конечной точки затвердевания зависит от параметров процесса, а расположение и размер вихря в области ванны имеют большое влияние на скорость охлаждения во время процесса двухвалкового литья. Zhang et al. [39] разработали модель FEM для моделирования процесса двухвалковой разливки полосы при скорости разливки 0,52 м / с (20 об / мин) и изучили влияние параметров процесса, то есть температуры разливки и высоты уровня жидкости для контроля двухвалковой разливки. процесс литья рулонной полосы и улучшения качества полос.Модель CFD, разработанная Zeng et al. [10] сосредоточены на лучшем понимании характеристик текучести расплава и теплообмена во время быстрого затвердевания расплава Mg во время двухвалкового литья. Они также подчеркнули влияние скорости разливки и толщины (двухвалкового зазора) на течение расплава и затвердевание. Они использовали постоянные теплофизические свойства, такие как плотность, удельная теплоемкость, скрытая теплота, теплопроводность и вязкость, и измерили температуру литой полосы как на модели, так и на эксперименте и обнаружили, что результаты расчетов для различных скоростей литья хорошо согласуются с экспериментальное определение.Fang et al. В [40] моделировалось температурное поле полосы при двухвалковом способе литья и изучалось изменение температуры при различных радиусах валков и зазоров между валками. Они обнаружили, что при меньшем радиусе валков и большем зазоре между валками точка замерзания близка к выходу. В своей модели они смоделировали модель со скоростью разливки от 0,5 м / с до 1,33 м / с (от 10 до 43 об / мин) и не учли температурную зависимость теплофизических свойств. Трехмерная математическая модель была разработана для моделирования турбулентного потока жидкости, теплопередачи и затвердевания в ванне двухвалковой разливочной машины со скоростью разливки 1 м / с [41]. Подход Дарси-пористости был использован для изучения потока жидкости в кашицеобразной зоне в бассейне. Было изучено влияние коэффициента теплопередачи и постоянной проницаемости на явления течения и затвердевания, и было обнаружено, что теплопередача между валками и затвердевающим металлом оказывает большое влияние на расположение конечной точки затвердевания, а константа проницаемости была ключевой фактор для понимания поведения потока. Однако в модели учитывались постоянные теплофизические свойства.

Zhao et al. В [42] разработана математическая модель двухвалковой разливки магниевого сплава. В своей модели авторы считали, что коэффициент теплопроводности валка и полосы был постоянным, а теплофизические параметры были функцией температуры, но скорость разливки была ограничена от 0,03 м / с до 0,06 м / с (от 2 до 3 об / мин). Ли и др. [43] разработали стационарную модель конечных элементов для изучения влияния параметров обработки, таких как скорость разливки и температура разливки, на положение точки замерзания нержавеющей стали 304 в процессе двухвалковой разливки полосы, и обнаружили, что положение точки замерзания уменьшается с увеличение скорости разливки и температуры разливки. С помощью модели авторы оптимизировали скорость разливки и температуру разливки для получения качественной полосы. Но в своей модели они также учли теплофизические свойства, не зависящие от температуры, и скорость разливки 0,5 м / с (16 об / мин). Модель терможидкостного напряжения была разработана Хададзаде и Уэллсом [44] для процесса TRC из магниевого сплава AZ31 с использованием метода конечных элементов (МКЭ). Эта модель одновременно рассматривает явления переноса с развитием напряжений и деформаций в литой полосе и анализирует влияние расстояния возврата на термомеханическое поведение полосы AZ31 во время TRC.Шоудонг и Цзинчао [45] разработали микромодель для моделирования структуры затвердевания при двухвалковом литье из Al-4,5% Cu. На основе микромодели они изучили влияние коэффициента теплопередачи и температуры разливки на микроструктуру затвердевания полосы и обнаружили, что с увеличением температуры разливки жидкого металла размер зерна увеличивается. Хададзаде и др. [46] разработали модель конечных элементов для процесса двухвалкового литья для прогнозирования потока жидкости, теплопередачи и развития напряжений в литой полосе. Математическая модель была разработана Sahoo et al. [17, 47] для высокоскоростного процесса двухвалкового литья полосы со скоростью разливки> 1 м / с. Модель также предсказывает влияние параметров обработки, таких как скорость разливки, начальная температура разливки и зазор между валками, на процесс затвердевания и обнаруживает, что при высокой скорости разливки образуется многослойная композитная лента. Численное моделирование было выполнено Sahoo и Ghosh [48] для расчета переходной длины полосы во время начала двухвалковой разливки полосы.Их исследование помогает определить переходную длину полосы, а также рассчитать время, необходимое для достижения установившегося состояния в процессе литья. Ли и др. [49] провели двухмерный анализ методом конечных элементов на горизонтальной двухвалковой отливке алюминиевых полос A7075 и изучили влияние скорости валков и обнаружили, что с увеличением скорости разливки толщина затвердевшей оболочки увеличивается. Парк [50] разработал модель конечных элементов для изучения процесса плакирования сплавов Mg и Al в двухвалковой машине для литья полосы. В ходе своего исследования они обнаружили, что коэффициент межфазной теплопередачи является основным фактором скорости охлаждения, которая влияет на процессы облицовки.

4.2. Экспериментальные исследования

Было проведено множество экспериментальных работ по изучению развития технологии двухвалкового литья полосы и литья различных сплавов. Устройство для разливки тонких полос было разработано Shibuya et al. [51], который состоит из сдвоенных охлаждающих валков для отливки сплава Si-Fe с концентрацией 4,5 мас.% И толщиной от 0,2 до 1 мм.Двухвалковая разливочная машина бессемеровского типа горячей модели была создана Фидлером и др. [18], чтобы исследовать влияние ключевых компонентов этой разливочной машины на качество продукции и свойства стальных полос прямого литья. Cook et al. [52] разработал процесс двухвалкового литья, чтобы преодолеть некоторые недостатки традиционного процесса, чтобы повысить производительность и разливку широкого диапазона сплавов и избежать проблемы прилипания. Но в этой разработке они добились скорости разливки до 0.25 м / с (12 об / мин). Чтобы лучше понять влияние технологических параметров, таких как геометрия паза сопла, толщина гильзы валка, диаметр, длина валка и т. Д., На форму поперечного сечения полосы, был исследован процесс двухвалкового литья лабораторных размеров. Запускалов и Верещагин [53]. Различные типы двухвалковой разливочной машины, такие как вертикальная двухвалковая разливочная машина [11], двухвалковая разливочная машина с выталкиванием расплава [13] и двухвалковая разливочная машина с выталкиванием расплава [16], были разработаны для производства полос из алюминиевого сплава путем изменения скорости литья от 0.От 33 до 2,5 м / с (от 22 до 160 об / мин). В этих литейных машинах использовались медные валки, а смазка не использовалась для увеличения скорости разливки. Литье с низким перегревом выполняли для улучшения микроструктуры и механических свойств полос по сравнению с традиционными методами. Хага и Сузуки [13] изучали микроструктуру литых полос из алюминиевого сплава А356, полученных непрерывной разливкой с последующей прокаткой и двухвалковой разливкой полосы. Микроструктура показывает, что на поверхности полосы существовали некоторые дефекты, полученные путем непрерывной разливки по сравнению с двухвалковой разливкой.В обоих процессах микроструктура и свойства меняются в зависимости от параметров процесса. Поскольку параметры процесса, такие как скорость литья, перегрев металла и т. Д., Меняются, скорость охлаждения изменяется, что напрямую влияет на микроструктуру и свойства полосы. Поскольку скорость охлаждения у двухвалковой разливочной машины выше по сравнению с непрерывной разливкой, микроструктура и свойства полосы лучше. Это верно для различных сплавов, таких как сталь, Mg и сплавы Al [54–57]. Wang et al. [58] исследовали влияние технологических параметров двухвалковой разливочной машины на формирование микроструктуры алюминиевых сплавов и обнаружили, что скорость литья и зазор между валками являются двумя основными факторами формирования микроструктуры, поскольку они непосредственно контролируют скорость охлаждения.

Была изготовлена ​​и успешно смонтирована тандемная двухвалковая разливочная машина вертикального типа, которая может лить плакированные полосы. Многослойная плакированная лента из различных сплавов была отлита с использованием тандемной двухвалковой разливочной машины вертикального типа только за один процесс. Граница между полосами была четкой и плоской. Полоски были прочно скреплены, что дает лучшую микроструктуру и механические свойства [59]. Высокопрочные алюминиевые и магниевые сплавы были отлиты на двухвалковой машине несколькими авторами [58, 60, 61].Из их исследования было замечено, что параметры процесса были основными важными факторами для получения качественной полосы. Из микроструктурных наблюдений они обнаружили, что микроструктура полосы имеет более мелкие зерна с лучшими механическими свойствами по сравнению с полосой, полученной путем непрерывного литья.

5. Качество литых полос

Основное преимущество процесса TRSC заключается в сокращении большого количества этапов обработки и производственных затрат. Однако процесс TRSC позволяет получать тонкие полосы там, где требуется хорошее качество поверхности, поскольку для изменения этих параметров доступна лишь ограниченная вторичная обработка [1]. Растрескивание при последующей прокатке и формовке может быть вызвано внутренними и внешними дефектами. Возможность предотвратить образование дефектов или, по крайней мере, отсрочить их появление для повышения производительности, является очевидной промышленной проблемой [62].

При двухвалковой разливке полосы качество полос является важным вопросом. Что касается качества поверхности полос, Hwang et al. [63] обнаружили, что основными дефектами двухвалковых литых полос являются продольные трещины, поперечные трещины и небольшие углубления или складки.

Образование продольных трещин на поверхности полосы, полученной методом двухвалкового литья полосы, изучалось несколькими группами исследователей. В центральной части поверхности полосы возникают продольные трещины.

Это вызвано (i) неравномерной теплопередачей по ширине полосы, (ii) неравномерной деформацией сжатия, возникающей из-за неравномерного охлаждения, (iii) трещиной, которая образуется в результате нарастания сильной локализованной деформации растяжения.

Задержка затвердевания происходит из-за неравномерной теплопередачи по ширине полосы, которая подвергается растягивающей деформации внутри полосы, в то время как деформация сжатия появляется на поверхности.Эта деформация растяжения в поверхностной области с замедленным затвердеванием ответственна за образование трещин. Неравномерная теплопередача произошла из-за (i) колебаний свободной поверхности, (ii) неоднородной температуры внутри ванны расплава и (iii) изменения теплопередачи по ширине валка.

Поперечные трещины возникают случайным образом, особенно на начальном этапе процесса разливки, что вызвано колебаниями свободной поверхности ванны расплава [18, 63]. Поперечные трещины также связаны с горячей прокаткой полосы до того, как она покинет зазор между валками.Это происходит, когда два фронта затвердевания, образующиеся на поверхности валков, встречаются перед зазором валков. Таким образом, адекватное сочетание скорости литья и силы разделения валков для полосы определенной толщины исключает трещины.

При заданном зазоре валков увеличение скорости разливки вызывает быстрое уменьшение силы разделения валков. Это может означать, что затвердевание завершилось в точке зажима валков. Увеличение скорости валков также вызывает смещение вниз конечной точки затвердевания, где встречаются два фронта затвердевания, и обнаруживается, что поперечные трещины устраняются путем регулирования силы разделения валков [18].

Mizoguchi et al. [64] обнаружили, что образование поверхностных складок на двухвалковых литых полосах происходит из-за локально замедленного затвердевания, которое вызвано тепловыми колебаниями на границе раздела валков и металлом и колебаниями свободной поверхности жидкого металла. Колебания свободной поверхности вызывают неравномерную теплопередачу между жидкими металлами к поверхности валка, что вызывает дефекты поверхности в литой полосе. Это предполагает, что эти дефекты могут быть связаны с поведением потока и колебаниями поверхности ванны расплава между двумя валками. Авторы заметили, что колебания свободной поверхности зависят от скорости разливки. Увеличение скорости разливки уменьшает колебания свободной поверхности и уменьшает глубину поверхностных морщин стали SUS304.

Наряду с продольными и поперечными трещинами, другими типами дефектов, связанных с поверхностью полосы, являются вытекание поверхности [63], коробление [3], микросегрегация [65], полосчатая структура [66], краевые трещины и дефекты ряби [67 ] и т.д., которые образуются из-за низкой скорости разливки.

На основании упомянутых выше свидетельств, за образование дефектов ответственны следующие факторы: (i) неравномерная передача тепла от жидкого металла к поверхности валка. (Ii) колебания свободной поверхности в ванне расплава. (Iii) низкая скорость литья.

Чтобы свести к минимуму дефекты в литой полосе, необходимо уменьшить колебания свободной поверхности в ванне расплава и неравномерную теплопередачу, что, в свою очередь, может быть минимизировано путем увеличения скорости разливки. Таким образом, это явное свидетельство важности высокоскоростной вертикальной двухвалковой разливочной машины для производства качественных полос.

6. Результаты моделирования процесса с экспериментальными / производственными данными

Sahoo et al. [17, 47, 68] смоделировали высокоскоростную вертикальную двухвалковую разливочную машину с использованием платформы ANSYS. Они изучили влияние различных параметров процесса на явления затвердевания, а также микроструктуру полосы.

6.1. Влияние скорости разливки

Моделирование выполнено для разливки лент из Al-33Cu толщиной 2 мм в двухвалковой разливочной машине при различных скоростях разливки, то есть 0.От 0239 м / с до 3,98 м / с (3–500 об / мин). На рис. 3 показан профиль затвердевания сплава Al-33Cu при разной скорости разливки. При очень низкой скорости разливки жидкий металл остается в ванне расплава в течение более длительного времени. Таким образом, жидкий металл получает достаточно времени, чтобы передать тепло валку, а точка поцелуя находится перед зазором валков, и полоса прокатывается до того, как она уйдет. При дальнейшем увеличении скорости разливки увеличивается доля жидкого металла в зазоре валков. На более высоких скоростях остается жидкий металл.При более высокой скорости разливки время контакта жидкого металла с валком меньше; следовательно, время затвердевания жидкого металла также меньше, что приводит к уменьшению толщины затвердевшей оболочки в зазоре валков [17].