Pores, inclusions and electromagnetic stirring

Topics from the continuous casting of steel

Tid: On 2020-04-15 kl 10.00

Plats: Vid fysisk närvaro eller Du som saknar dator/ datorvana kan konatakta service@itm.kth.se (English)

Ämnesområde: Teknisk materialvetenskap

Respondent: Arash Safavi Nick , Metallernas gjutning

Opponent: Prof. Jesper H. Hattel,

Handledare: Professor Pär Jönsson, Materialens processteknologi; Professor Michael Vynnycky, FaxénLaboratoriet, Mekanik, Metallernas gjutning

Abstract

Avhandlingen fokuserar på två frågeställningar som är relevanta för stränggjut-ning av stål med avseende på deras betydelse för kvaliteten på den stelnadestrukturen. Den första frågeställningen fokuserar på bildningen av porer och in-neslutningar i interdendritiska områden i den stelnade metallen. Experimentellaresultat påvisade en bildning av klusters bestående av porer och inneslutning-ar, vilket motiverade en utveckling av en teoretisk modell som beskriver dettafenomen. Modellen bygger på grundläggande principer för fluidmekanik och vär-meöverföring i kombination med asymptotiska metoder för att erhålla en lösningtill problemet. Resultaten visar att soluto-termokapillära driftkrafter, som ver-kar i en riktning vinkelrät mot stelningsriktningen, kan förklara uppkomsten avklusterbildningen. Specifikt så beror dessa krafter av ytspänningen vid metall-porgränsskiktet, som i sin tur påverkas av temperaturen och svavelkoncentrationen imetallen. Den andra frågeställningen är en teoretisk studie fokuserad på longitu-dinell elektromagnetisk omrörning (EMS), vilken ofta används vid stränggjutningav blooms i syfte att öka kvaliteten av det gjutna ämnet. Genom att analysera detredimensionella Maxwellekvationerna för komponenterna tillhörande magnetiskaflödestätheten, så hittades en felaktighet med avseende på hur komponenterna förLorentzkrafter tidigare beräknats. Dessa felaktigheter har korrigerats och de nyapredikteringarna med modellen har verifierats både med asymptotiska lösningaroch tredimensionella beräkningar med användande av finita elementmetoder. Re-sultaten visar på betydelsen att ta hänsyn till bredden på blooms och det användafältet som dimensionslösa parametrar vid denna typ av simuleringar

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-271222