EuroWire November 2019

Article technique

3 Simulation numérique 3.1 Sélection des paramètres

Température du liquidus Coefficient de frottement

1083°C

Densité (kg/m 3 )

8960

ν

0.45

0.326

En combinaison avec le processus SCR3000 sur le champ, les paramètres de simulation sont sélectionnés séparément. Les propriétés physiques et chimiques du cuivre en déterminent les paramètres physiques dans la déformation à haute température. Le Tableau 2 illustre les propriétés physiques du cuivre hypoxique brillant. 3.2 Simulation du champ d’écoulement du champ thermique dans la coulée continue Sélection des paramètres de processus: Température de coulée 1.120°C, vitesse de coulée 12,4m/min, angle de coulée 40°, épaisseur de la rainure de la roue 43mm. La Figure 3 représente la simulation numérique basée sur le mode mathématique établi, la représentation graphique du champ thermique et du champ d’écoulement dans la zone de cristallisation. Comme le montre la Figure 3(a) , différentes couleurs représentent différentes plages de température. La distribution de la température du champ thermique peut être observée par la longueur de l’intervalle des blocs de couleur. Le gradient de température est exprimé par différentes vitesses décroissantes de température. La température de coulée est de 1.120°C et la température de sortie de la zone de cristallisation est de 1.031°C.

▲ ▲ Tableau 2 : Paramètres des performances physiques du rond de cuivre à faible teneur en oxygène

▲ ▲ Figure 3 : Représentation graphique du champ de la température et du champ d’écoulement dans la zone de cristallisation

Le champ de contrainte-déformation et le champ de déformation thermique sont considérés comme des systèmes indépendants [7] .

de déformation de la barre de cuivre pendant le laminage en continu peut être décrit plus précisément. Le modèle Johnson-Cook est utilisé pour décrire le comportement à la déformation des barres de cuivre lors de déformations importantes, de vitesses de déformation élevées et du laminage à haute température [6] .

⎧ ⎨ ⎪ ⎪

M T ( ) ∂ 2 U ∂ t 2

+ D T ( ) ∂ U

∂ t + K T ( ) U = F

C T ( ) ∂ T

⎩ ⎪ ⎪ ▲ ▲ Equation 4

∂ t + H T ( ) T = Q + ʹ Q

⎤ ⎦ ⎥ 1 − ⎡ ⎣ ⎢ ⎢

⎤ ⎦ ⎥ ⎥

m

⎡ ⎣ ⎢

⎞ ⎠ ⎟⎟

⎛ ⎝ ⎜⎜

T − T r T M - T r

σ = A + B ε n ( ) 1 + CLn ! ε ! ε 0

Par le biais de la modélisation théorique et l’analyse du mécanisme de formage de la billette et de déformation de la barre de cuivre laminée à chaud en continu dans le processus de coulée continue et de laminage, le principe technologique correspondant, à partir duquel il a été possible de jeter les bases de la simulation numérique, a pu être examiné.

▲ ▲ Equation 3

où σ , ε représentent la contrainte d’écoulement et la déformation équi- valente; , indiquent la vitesse de déformation et la vitesse de déformation de référence; A, B, C représentent la limite d’élasticité à la vitesse de déformation, le coefficient pré-exponentiel de puissance et le coefficient de sensibilité à la vitesse de déformation; m, n sont le coefficient de sensibilité thermique et le coefficient de durcissement; T, T r , T m indiquent la température de référence et le point de fusion de la barre de cuivre. Le critère de rendement von Mises est utilisé pour décrire le comportement de déformation de la barre de cuivre soumise à une action combinée thermique et mécanique à l’aide de la formule de Lagrange relative à la déformation-déplacement. ! ε ! ε 0

▼ ▼ Figure 4 : Simulation de laminage par groupes de cages du laminoir à bandes à chaud

▼ ▼ Tableau 3 : Paramètres technologiques du laminoir en continu SCR3000

1H

2V

3H

4V

5H

6V

7H

8V

9H 95 65

10V

A A

/mm 2 /mm 2

3800 2500

2500 1320 18.75

1320

800 480

480 300 6.00 1.00 6.29

300 195 7.65 1.00 4.05

195 125 3.60 1.00 2.83

125

65

0

800

95

50.27

1

H /mm 11.50 G /mm 8.20

10.30

12.40

5.35 1.00 1.94

2.80 1.00 1.38

3.50 1.00 1.02

5.80

1.00

1.00 9.82

ƒ

71.69 0.329

36.27 0.650

15.72 1.023

r /m·s -1

1.664

2.658

4.075

6.411

8.468

12.514 16.441

v

* A 0 – dans la zone de laminage, A 1 circonférentielle du rouleau

– En dehors de la zone de laminage, H – Profondeur du pas, G – Écartement des rouleaux, f – Vitesse de transmission totale, v r – Vitesse

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