מבצעים אופטימיזציה לתהליך היציקה המתמשכת בעזרת סימולציה של ®COMSOL Multiphysics

הנדסה ביו רפואית

לקבלת פרטים נוספים אודות המוצרים והשירותים שחברת נומריקל מספקת, נא השאירו פרטים.

קראו סיפורי משתמשים נוספים:
חברת הפלדה השוויצרית SMS Concast מינפה את גישת הסימולציה המולטיפיזיקלית במיטוב תהליך היציקה המתמשכת בייצור פלדה. בעזרת מחקר שבוצע ב- ®COMSOL Multiphysics, צוות המו"פ ב- SMS Concast יכול היה להטמיע טכניקה חדשה שאיפשרה למפעל לייצור פלדה בטייוואן להפחית את פליטת ה- CO2 השנתית ביותר מ- 40,000 טונות.
אודות יציקה מתמשכת
יציקה מתמשכת הינה הליך בו רצועת פלדה מתמשכת מיוצרת על פני רצף אחד של יציקה אשר בסופו של תהליך נחתך לחתיכות ומגולגל. שלא כמו התהליך של יציקת מטילים, אשר מחייב את היציקה לש מטיל בודד בכל פעם, יציקה מתמשכת מאפשרת את ההפחתה של ייצור פסולת מתכתית, היא יותר יעילה מבחינת אנרגיה ביחס ליציקת מטילים, ומייצרת מוצרים באיכות גבוהה מאוד.
במהלך יציקת מטילים, הראש של קורה חייב להתקצץ לאחר כל תהליך יציקה, מה שיוצר פסולת מתכת. בעת ייצור של רצועת מתכת מתמשכת ארוכה, לעומת זאת, הקיצוץ הכרחי רק בשלבים הראשוניים והאחרונים של רצף היציקה (במהלכם מיוצרים מאות מטילים). כך מצטמצמת כמות הפסולת.
הנדסה ביו רפואית
הנדסה ביו רפואית
בתהליך היציקה המתמשכת, פלדה מותכת נשפכת ממצקת אל קערה ממנה היא נשאבת דרך תבנית נחושת ע"י סדרה של גלגלים, כפי שרואים בתרשים הנ"ל.
לאחר ההתמצקות, רצועות המתכת נחתכות לחתיכות באורך 3 עד 15 מטר ומונחות לקירור. ביציקה מתמשכת, ניתן ליצור את צורתה של הרצועה באופן קרוב למוצר הסופי, ביחס למה שמיוצר בתהליך של יציקת מטילים, עובדה שמפחיתה רבות את העלויות הכרוכות בתהליכים נוספים על הרצועות. בתמונה הבאה רצועות מתכת צרות וארוכות יוצאות ממכונת היציקה אל שולחן הפריקה, היכן שהרצועות נחתכות.
הנדסה ביו רפואית
מבצעים אופטימיזציה לתהליך היציקה המתמשכת בעזרת סימולציה
ניקולאס גרונדי, ראש מחלקת תהליך היציקה המתמשכת ומטלורגיה ב- SMS Concast, גילה כי סימולציה עשויה להיות כלי חיוני בהבנה ואופטימיזציה של תהליך היציקה המתמשכת. גרונדי מסביר כיצד השתמש ב- ®COMSOL Multiphysics במהלך המחקר שלו: "אנחנו כל הזמן בוחנים את הגבולות שלנו, והדרך היחידה להבין משהו שלא ביצענו מעולם היא ע"י סימולציה שלו".
במחקרו, גרונדי וצוותו השתמשו בסימולציה כדי לנתח כל שלב בתהליך. אחת המטרות העיקריות של מחקרם הייתה ללמוד יותר אודות תהליך ההתמצקות והדפורמציות המכניות שעשויות להתרחש הן בקירור מהיר והן בקירור איטי של חתיכות מתכת עבות. הצוות גילה כי ע"י צמצום ההפרדה של האלמנטים המסוגסגים במרכזה של הרצועה, סילוק של כל החומרים שאינם מתכתיים, ושיפור המיקרו-מבנה של הפלדה שהתמצקה, הם יכולים לשפר את איכותו של המוצר הסופי. הם השיגו את המטרות הללו ע"י הטמעה של תהליך ערבוב, במהלכו הפלדה המותכת מתערבלת ע"י שימוש בבוחשנים אלקטרומגנטיים, וע"י אופטימיזציית צורתה של הקערה אליה נשפכת הפלדה המותכת.
בתמונה הבאה, נוכל לראות את הסימולציה של ®COMSOL Multiphysics בה השתמש הצוות כדי להבטיח כי הפלדה הנוזלית הזורמת בקערה מתוכננת כהלכה, על מנת להשיג את הפלדה בעלת האיכות הגבוהה ביותר.
הנדסה ביו רפואית
הנדסה ביו רפואית
בנוסף לניתוח ההשפעה של שימוש בבוחשנים אלקטרומגנטיים, גרונדי סימלץ גם טעינה חמה. זהו טרנד חדש בייצור פלדה, בו רצועות פלדה נטענים לטחנה המסתובבת כשהם עדיין חמים, במקום להותיר אותם להתקרר ואז לחמם אותם מחדש בכבשן. ע"י שימוש במודל של ®COMSOL Multiphysics הצוות חקר את תהליך החלפת החום שמתרחש במהלך ההתמצקות הראשונה של הפלדה המותכת. הצוות השתמש בתוצאות כדי לתכנן תבנית חדשה המעצבת גושי מתכת צרים וארוכים עם פינות גדולות וארוכות שנשארות חמות אחרי היציקה, כאשר התוצאה היא התפלגות טמפרטורה שווה יותר בשטח הפנים של גושי המתכת. טכניקה זו יושמה ב- Tung Ho Steel בטייוואן, ואפשרה להם לזנוח לחלוטין את השימוש בכבשן.
ההפחתה השנתית בפליטת מזהמים ע"י החברה שווה לאגזוזים של 20,000 רכבים (40,000 טונות של פחמן דו חמצני!).
לקבלת פרטים נוספים ללא התחייבות
שדה מילוי חובה מסומן ב- *
רוצים ללמוד עוד על יכולותיה המולטיפיזיקליות הגבוהות של ®COMSOL?

זה פשוט וקל להכיר אונליין את הממשק האינטואיטיבי של התוכנה!

צפו בהדרכות מקוונות מפורטות אודות האפשרויות הרבות ב- ®COMSOL Multiphysics

כנסו לדף ייעודי המתעדכן מדי שבוע וכולל סרטוני הדרכה מלאים עם כתוביות בעברית

 
הסיפור נלקח ממגזין 2014 ®COMSOL
 
 כתובת: פארק המדע, פנחס ספיר 8, נס ציונה I אימייל: info@numerical.co.il  |  טל: 03-9629621

Numerical© 2017 כל הזכויות שמורות