30131

شبيه سازي عددي فرآيند ساخت ورق دولايه آلومينيوم-فولاد با استفاده از روش ريخته¬گري مداوم تك تسمه افقي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي صنعتي -شناسايي و انتخاب مواد فلزي

1400

1402/6/28

دكتر محمدرضا ابوطالبي و دكتر سيد حسين سيدين

ندارم

مهندسي مواد و متاورژي

فرآيند ريخته¬گري تك تسمه افقي به عنوان تكنيكي براي ريخته¬گري پيوسته نوار و ورق فلزي به شمار مي¬آيد كه مي¬تواند براي توليد نوارهاي آهني/غيرآهني با كيفيت مطلوب استفاده شود. در حقيقت مزاياي ذاتي اين روش از نظر هزينه، انرژي و آلودگي، نسبت به فرآيندهاي ريخته¬گري معمولي، آن را به عنوان يكي از روش¬هاي محبوب در توليد ورق تبديل كرده است. تحقيق حاضر بر امكان¬سنجي و توانايي سيستم ريخته¬گري تك تسمه افقي به منظور توليد ورق¬ دولايه آلومينيوم-فولاد تمركز دارد. درك كامل جريان گرما، جرم و سيال در اين فرآيند بمنظور تعيين شرايط ريخته¬گري ورق و تأثير آن بر كيفيت محصول نهايي حائز اهميت است. بنابراين در اين پژوهش يك مدل عددي سه بعدي در حالت پايدار براي شبيه سازي جريان مذاب همراه با انجماد در يك سيستم ريخته¬گري مداوم تك تسمه¬اي افقي براي توليد نوار دولايه كامپوزيتي آلومينيوم-فولاد توسعه داده شد. در سيستم طراحي شده، زيرلايه فولادي متصل به تسمه چرخان تبريد شده با همان سرعت تسمه حركت مي¬كند در حالي كه مذاب آلومينيوم از طريق سيستم تغذيه مذاب روي بستر وارد مي¬شود. براي حل عددي معادلات حاكم از روش حجم محدود استفاده شد. به منظور مدلسازي جريان آشفته از مدل آشفته k-ε رينولدز پايين استفاده شد. ابتدا مدل عددي توسعه يافته توسط اطلاعات تجربي موجود در منابع براي سيستم مشابه مورد ارزيابي و صحت سنجي قرار گرفته و سپس از مدل مربوطه براي بررسي تأثير پارامترهايي مانند سرعت ريخته¬گري، نحوه ورود و دماي مذاب آلومينيوم ورودي، نرخ خروج حرارت از سطح تسمه، عرض ديواره نسوز جلويي، ماهيت سيال و ضخامت نوار كامپوزيت آلومينيوم-فولاد بر عملكرد سيستم، مورد استفاده قرار گرفت. پژوهش حاضر پتانسيل فرآيند ريخته¬گري تك تسمه¬اي افقي، براي توليد نوار فولادي با روكش آلومينيوم را تاييد مي¬كند. نتايج حاصل از اين بررسي پارامتري به بهينه سازي پارامترهاي ذكر شده در بالا كمك خواهد كرد.

1402/08/14

Numerical simulation of aluminum-steel clad strip production using horizontal single belt casting process

9/18/2024 12:00:00 AM

A 3-D steady state turbulent flow and solidification model was developed to simulate melt flow in a Horizontal Single Belt Caster for the production of Al-Steel composite strip. The steel substrate attached to the moving belt and moves with the same speed as the belt while the aluminum melt is introduced onto the substrate via an extended nozzle melt delivery system. A finite volume method was used to numerically solve the governing equations. In order to model the turbulent flow, a low Reynolds k-ε turbulent model was adopted. The developed numerical model was further employed to investigate the effect of such parameters as casting speed, molten aluminum superheat, and heat extraction rate from the belt surface on fluid flow and temperature fields in the system.

ريخته¬گري نواري , فرايند ريخته گري تك تسمه افقي , پديدهاي انتقال , شبيه سازي عددي , ورق دولايه آلومينيوم-فولاد

Strip casting. , horizontal single belt casting process. , transfer phenomenon. , numerical simulation. , aluminum-steel double layer sheet.

shiva khakzad

Mohammad Reza Aboutalebi and Seyed hossein seyedein