Originální numerický model chemické heterogenity plynule lité ocelové bramy a jeho spojení s numerickým modelem teplotního pole

Original Numerical Model of Chemical Heterogeneity of a Continuously Cast Steel Slab and its Relation to a Numerical Temperature Field Model

journal article - other

Czech

Originální numerický model chemické heterogenity plynule lité ocelové bramy je založen na experimentálním měření na devíti vzorcích odebraných z charakteristických míst poloviny příčného řezu ztuhlé bramy. Na každém vzorku byla ve 101 bodech měřena koncentrace vybraných prvků (Al, Si, P, S, Ti, Cr, Mn) podél úsečky dlouhé 1000 μm. Pro sta- novení koncentrací prvků byl použit analytický komplex JEOL JXA 8600/KEVEX Delta V Sesame a metoda kvantita- tivní energiově disperzní mikroanalýzy. Z těchto koncentračních dat byly následně stanoveny základní krystalizační a segregační charakteristiky analyzovaných prvků (distribuční křivka dendritické segregace, efektivní rozdělovací koefi- cient, index heterogenity) a hodnocena chemická heterogenita ocelové bramy. Bylo zjištěno, že všechny analyzované prvky segregují v průběhu tuhnutí do mezidendritické taveniny, že dendritická heterogenita analyzovaných prvků je poměrně vysoká a klesá v posloupnosti prvků S, Al, P, Ti, Si, Cr, Mn a že efektivní rozdělovací koeficient počítaný dle původního matematického modelu v sobě zahrnuje jak vliv segregace během krystalizace, tak vliv homogenizace (v průběhu tuhnutí i chladnutí oceli). Originální model teplotního pole plynule lité ocelové bramy a jeho aplikace ukázaly na souvislost s modelem che- mické heterogenity a na vnější i vnitřní konzistenci obou modelů. Řešení teplotního pole vytváří základní východisko k aplikaci modelu chemické heterogenity a ke spojení obou modelů na základě znalosti bezrozměrného Fourierova kriteria podobnosti Fo* pro přenos hmoty. K objasnění příčinných souvislostí mezi tímto kritériem a efektivním roz- dělovacím koeficientem kef a indexem dendritické mikroheterogenity IH byl vybrán model parabolického růstu tuhé fáze podle Brodyho a Flemingse. K verifikaci funkčnosti spojení modelu teplotního pole a modelu chemické hetero- genity se použilo srovnání stanovených difuzních koeficientů s jejich hodnotami literárními. Bylo dosaženo dobré shody.

Originální numerický model chemické heterogenity plynule lité ocelové bramy je založen na experimentálním měření na devíti vzorcích odebraných z charakteristických míst poloviny příčného řezu ztuhlé bramy. Na každém vzorku byla ve 101 bodech měřena koncentrace vybraných prvků (Al, Si, P, S, Ti, Cr, Mn) podél úsečky dlouhé 1000 μm. Pro sta- novení koncentrací prvků byl použit analytický komplex JEOL JXA 8600/KEVEX Delta V Sesame a metoda kvantita- tivní energiově disperzní mikroanalýzy. Z těchto koncentračních dat byly následně stanoveny základní krystalizační a segregační charakteristiky analyzovaných prvků (distribuční křivka dendritické segregace, efektivní rozdělovací koefi- cient, index heterogenity) a hodnocena chemická heterogenita ocelové bramy. Bylo zjištěno, že všechny analyzované prvky segregují v průběhu tuhnutí do mezidendritické taveniny, že dendritická heterogenita analyzovaných prvků je poměrně vysoká a klesá v posloupnosti prvků S, Al, P, Ti, Si, Cr, Mn a že efektivní rozdělovací koeficient počítaný dle původního matematického modelu v sobě zahrnuje jak vliv segregace během krystalizace, tak vliv homogenizace (v průběhu tuhnutí i chladnutí oceli). Originální model teplotního pole plynule lité ocelové bramy a jeho aplikace ukázaly na souvislost s modelem che- mické heterogenity a na vnější i vnitřní konzistenci obou modelů. Řešení teplotního pole vytváří základní východisko k aplikaci modelu chemické heterogenity a ke spojení obou modelů na základě znalosti bezrozměrného Fourierova kriteria podobnosti Fo* pro přenos hmoty. K objasnění příčinných souvislostí mezi tímto kritériem a efektivním roz- dělovacím koeficientem kef a indexem dendritické mikroheterogenity IH byl vybrán model parabolického růstu tuhé fáze podle Brodyho a Flemingse. K verifikaci funkčnosti spojení modelu teplotního pole a modelu chemické hetero- genity se použilo srovnání stanovených difuzních koeficientů s jejich hodnotami literárními. Bylo dosaženo dobré shody.

ocelová brama; chemická heterogenita; numerický model; krystalizační a segregační charakteris- tiky; teplotní model; spojení modelů

steel slab; chemical heterogeneity; numerical model; crystallization and segregation characteristics; temperature model; interconnection of models

KAVIČKA, F.; DOBROVSKÁ, J.; STRÁNSKÝ, K.; DOBROVSKÁ, V.; FRANCOVÁ, H.

2. 3. 2017

0018-8069

Hutnické listy

LXX (2017)

1

Czech Republic

35

46

12