Betriebliche Validierung eines hybriden Heißrissbildungsmodells zur Qualitätsvorhersage in Brammenstranggießanlagen

Thomas Holzgruber

Nr.:

Im Stranggießprozess wird die erstarrende Strangschale mechanischen Belastungen ausgesetzt. Summieren sich diese Belastungsbeiträge in der Anlage und überschreiten einen kritischen Wert, können in der entsprechenden Position Heißrisse und Heißrissseigerungen (HRS) an der Erstarrungsfront entstehen, die in weiterer Folge zu einer Beeinträchtigung der Produktqualität führen.

Am Lehrstuhl für Eisen- und Stahlmetallurgie wurde in vorangegangen Projekten das schnellrechnende 2D Erstarrungsmodell „m2CAST“ für Brammenstranggießanlagen entwickelt. Die Besonderheit liegt hierbei in einem „hybriden Ansatz“: Die Berechnung erfolgt zwar „offline“ in wenigen Minuten, allerdings werden aktuelle Daten der Anlage (lokale Wärmeübergange, Messungen von Rollenversatz, Mold Monitoring) in der Software verarbeitet, um aus den Ergebnissen auf die finale Produktqualität zu schließen.

In Kooperation mit voestalpine Stahl Linz GmbH soll die entwickelte Systematik auf die Vorhersage der Bildung von HRS in Brammenstranggießanlagen angewandt werden. Dabei wird ein bestehendes HRS Modell verwendet und unter Berücksichtigung aktueller Anlagendaten betrieblich (Tiefätzplatten) validiert. Die ausgeschriebene Bachelorarbeit ist dabei in folgende Pakete strukturiert:

  • Erstarrungsmodell: Anlagenkonfigurationen in m2CAST sowie in einem vereinfachten 1D Modell
    • Abbildung der Kokille und der Sekundärkühlzone,
    • Rollenteppich und Anlagenzustand (Rollenversatz).
  • Case studies: Erstarrungssimulationen und Dehnungsanalyse von Brammenstranggießanlagen
    • Anlagen CC6 und CC7
    • Berechnungen mit unterschiedlichen Ist-Kühlstrategien,
    • Bestimmung kritischer Dehnungen und Validierung mit Ergebnissen aus Tiefätzplatten.
  • Zusammenfassung der Ergebnisse in einer Bachelorarbeit.

Advisors

Christian Bernhard

Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont.
Vice-Head of Institute - Secondary Metallurgy and Casting

Michael Bernhard

Dipl.-Ing.
PhD-candidate - Thermodynamics of Steels
2021-03-17T11:47:08+01:00
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