EuroWire November 2019

Technischer Artikel

Differentialgleichung der Wärmeleitung in der Kavität des Kristallisators [5] :

Verteiler

Kupferknüppel

∂ T

( λ ∂ T ∂ x

( λ ∂ T ∂ y

∂ ∂ t

∂ ∂ y

ρ c

)+ Q

) +

Loses Rad

∂ t =

p

▲ ▲ Equation 1

Hierbei sind c p und λ die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck und konstanter thermischer Leitfähigkeit. Das Erstarrungsverfahren der Kupferflüssigkeit zeichnet sich durch einen Konvektionsfluss, einen interdendritischen Fluss und einen Fluss mit der Kokille aus. Die Differentialgleichung der turbulenten kinetischen Energie des flüssigen Kupfers wird bestimmt. Hierbei stellen et k und ε die turbulente kinetische Energie und die turbulente Dissipationsrate dar; µ i und f i stellen die Viskositäts- und Turbolenzparameter dar; C i , σ k , σ ε , c µ sind K – ε Konstanten im Modell. kontinuierlichen Warmwalzen Das Tandem-Warmwalzwerk ist mit 10 Morgan-Tandem-Walzgerüsten mit fliegend gelagerten Walzringen ausgestattet, die abwechselnd angeordnet sind ( Abbildung 2 ). Jedes Gerüst wird unabhängig voneinander angetrieben und die Gießgeschwindigkeit wird automatisch über das Signal gesteuert, das von der Gießanlage vorgesehen wird. Der Kupferknüppel wird automatisch nach dem Einlauf ins Walzwerk gefasst, und der Kupferwalzdraht, mit einem Querschnitt von 8 mm, wird über das Walzen des Walzensystems jedes Gerüsts gebildet, und über ein System mit ovalen- kreisförmigen Stich geprüft ( Tabelle 1 ). Nach 10 Stichen sinkt die Temperatur des Kupferrundstabs stark, und das Produkt aus säulenförmigem Kristallkupfer wird zu einem gleichachsigen Kristallkupferrundstab. Kontinuierliches Walzen ohne Drehung führt zu einer wesentlichen Erhöhung der Produktionseffizienz des Kupferrundstabs. Während des Warmwalzverfahrens befindet sich der Kupferrundstab in einem ∂ ( ρ k ) ∂ t + ∂ ( ρ u i k ) ∂ x i = ∂ ∂ x i µ i + µ i σ k ⎛ ⎝ ⎜⎜ ⎞ ⎠ ⎟⎟ ∂ k ∂ x i ⎡ ⎣ ⎢ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ ⎥ + G k − ρε + D + µ i K p k ▲ ▲ Equation 2 2.2 Deformationsanalyse des Kupferrundstabs im

Kompressionsra d

Gießrad

Spannrad

Kupferbanderw ärmer

Spannungseinstellmechanismus

▲ ▲ Abb. 1 : Das Strukturdiagramm eines Fünfrad-Gießanlagensystems für SCR

Vorstraße

Fertigwalzen

Kupferrundstab 50.27mm 2

Kupferknüppel 3800mm 2

▲ ▲ Abb. 2 : Graphische Darstellung der Struktur des kontinuierlichen Warmwalzwerks

2 Theoretische Modellierung

bestimmten Winkel. Mittels des Wassers der Gießanlage abgekühlt, erstarrt das flüssige Kupfer und kristallisiert dynamisch nach Konvektion während der Drehung mit konstanter Rate des Kristallisationsrads, um somit bei hoher Temperatur einen Kupferknüppel zu bilden. Das Kristallisationsrad wird durch eine Ausziehvorrichtung aus der Kokille und durch das darauffolgende Führungsrad angetrieben. Nach dem Schnitt der Kanten, wird das Kristallisationsrad am Einlauf des Walzwerksystems angeordnet. Somit kann das Stranggießen des „ Gießens -Kühlens- Ausziehen aus der Kokille” durchgeführt werden. und K r i s t a l l i s i e r u n g s v e r f a h r e n des flüssigen Kupfers beim Warmstranggießen, sind Gießtemperatur, -geschwindigkeit und -winkel sowie der Wärmeübertragungskoeffizient wichtige Parameter, die sich auf die Kristallisierungsqualität des Walzgutes auswirken. Das theoretische Modell des Walzgutumformen wird unter Berücksichtigung des Einflusses der Prozessparameter festgelegt. Beim Erstarrungs-

Stranggießen und Warmwalzen sind die Schlüsselverfahren der SCR3000- Produktionslinie. Die theoretischen Modelle der Stranggießphase und des Warmwalzverfahrens werden entsprechend festgelegt und das Produktionsverfahren der Kupferrundstäbe wird umfassend analysiert. 2.1 Analyse der Gießtechnologie Eine SCR3000-Gießanlage mit 5 Rädern umfasst ein Gießrad, einen Stahlriemen, eine Antriebsvorrichtung des Gießrads, ein Umlenkrad, die Kohlenstoffverkleidung der Gießkokille, eine Ausziehvorrichtung des gegossenen Knüppels und einen Förderer für Gießknüppel. Die Systemstruktur ist in der Abbildung 1 dargestellt. Kristallisationskammer durch das Gießrohr des Verteilers eingespritzt, im Raum zwischen dem Stahlriemen und dem Gießrad eingeschlossen und bildet einen Das flüssige Kupfer wird in die trapezförmige

▼ ▼ Tabelle 1 : Analyse der relevanten Parameter des kontinuierlichen Warmwalzens

1H

2V

3H

4V

5H

6V

7H

8V

9H

10V

D k /mm 295.89 282.00 197.69 196.59 206.75 204.34 208.74 205.43 206.86 206.78 n /r·min -1 22.11 44.06 101.99 169.19 257.56 401.19 611.11 819.17 1189.95 1574.51 Z/% 34.21 47.20 39.39 40.00 37.50 35.00 35.90 24.00 31.58 22.66 δ 1.52 1.89 1.65 1.67 1.60 1.54 1.56 1.32 1.46 1.29

* Dk – Arbeitsdurchmesser, n – Walzgeschwindigkeit; Z – Querschnittschrumpfen; δ – Dehnungskoeffizient

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