Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини
The most effective method for studying the dynamics of solidification of various kinds of ingots is physical modeling. A physical model that simulates a cross section of a continuously cast billet was created. The results of physical modeling of the continuously cast billet solidification process wi...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/159 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471962466680832 |
|---|---|
| author | Смірнов, О.М. Ухін, В.Є. Верзілов, О.П. |
| author_facet | Смірнов, О.М. Ухін, В.Є. Верзілов, О.П. |
| author_sort | Смірнов, О.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-28T05:10:10Z |
| description | The most effective method for studying the dynamics of solidification of various kinds of ingots is physical modeling. A physical model that simulates a cross section of a continuously cast billet was created. The results of physical modeling of the continuously cast billet solidification process with the forced stirring of its liquid core are presented. The features of the continuously cast billet crystal structure formation during the forced stirring of its liquid core with a magnetic field at different stages of solidification are shown. As a result of the experiments it was established, that during the forced stirring of the liquid core, when the melt flow interacts with the solidification front, the growth rate of the first order dendrite branches decreases by 50–90 %, and the growth rate of the second order branches increases compared to the calm state of the bath by 20–90 %. In this case, the highest values of increase in growth rate are observed in dendrites, the secondary branches of which grow in the direction opposite to the movement of fluid flow. The predominant development of second order branches of dendritic crystals in this case makes it possible to fill the volumes of liquid in the intercrystalline space and increase the density of the solid shell. It is shown, that the vertices of the columnar crystals protruding beyond the solidification front break off, dendrite fragments fall into a liquid bath, and the crystals themselves are deformed when colliding with moving equiaxial crystals. In this case, the front line of solidification is aligned, and the emerging crystal structure is compacted. The presence of particles of the solid phase before the solidification front in the columnar crystals growth zone, in turn, under certain conditions helps to accelerate the transition from the columnar crystals zone to the zone of equiaxial crystals. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:51Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-159 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:51Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1592023-06-28T05:10:10Z Investigation of billet crystal structure formation features during forced stirring of its liquid core Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини Смірнов, О.М. Ухін, В.Є. Верзілов, О.П. continuous casting machine (CCM) hardening continuous cast billet crystal structure continuous casting electromagnetic stirring машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) твердіння безперервнолита заготовка кристалічна структура безперервне розливання електромагнітне перемішування The most effective method for studying the dynamics of solidification of various kinds of ingots is physical modeling. A physical model that simulates a cross section of a continuously cast billet was created. The results of physical modeling of the continuously cast billet solidification process with the forced stirring of its liquid core are presented. The features of the continuously cast billet crystal structure formation during the forced stirring of its liquid core with a magnetic field at different stages of solidification are shown. As a result of the experiments it was established, that during the forced stirring of the liquid core, when the melt flow interacts with the solidification front, the growth rate of the first order dendrite branches decreases by 50–90 %, and the growth rate of the second order branches increases compared to the calm state of the bath by 20–90 %. In this case, the highest values of increase in growth rate are observed in dendrites, the secondary branches of which grow in the direction opposite to the movement of fluid flow. The predominant development of second order branches of dendritic crystals in this case makes it possible to fill the volumes of liquid in the intercrystalline space and increase the density of the solid shell. It is shown, that the vertices of the columnar crystals protruding beyond the solidification front break off, dendrite fragments fall into a liquid bath, and the crystals themselves are deformed when colliding with moving equiaxial crystals. In this case, the front line of solidification is aligned, and the emerging crystal structure is compacted. The presence of particles of the solid phase before the solidification front in the columnar crystals growth zone, in turn, under certain conditions helps to accelerate the transition from the columnar crystals zone to the zone of equiaxial crystals. Найбільш ефективним методом дослідження динаміки твердіння різного роду злитків є фізичне моделювання. Створено фізичну модель, що імітує поперечний переріз безперервнолитої заготовки. Представлено результати фізичного моделювання процесу твердіння безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини. Відображено особливості формування кристалічної структури безперервнолитої сортової заготовки в процесі примусового перемішування її рідкої серцевини магнітним полем на різних етапах твердіння. В результаті проведених експериментальних досліджень було встановлено, що в процесі примусового перемішування рідкої серцевини при взаємодії потоку розплаву з фронтом твердіння швидкість росту гілок дендритів першого порядку знижується на 50–90 %, а швидкість росту гілок другого порядку збільшується в порівнянні зі спокійним станом ванни на 20–90 %. При цьому найбільші значення збільшення швидкості росту спостерігаються у дендритів, вторинні гілки яких ростуть в напрямку, протилежному руху потоку рідини. Переважний розвиток гілок другого порядку дендритів кристалів в цьому випадку дозволяє заповнити обсяги рідини в міжкристалічному просторі і збільшити щільність твердої оболонки. Показано, що вершини стовпчастих кристалів, які виступають за фронт твердіння, відламуються, осколки дендритів потрапляють в рідку ванну, а самі кристали деформуються, при зіткненні з рівновісними кристалами, що рухаються. При цьому лінія фронту твердіння вирівнюється, а кристалічна структура, що формується, ущільняється. Наявність частинок твердої фази перед фронтом твердіння в зоні росту стовпчастих кристалів, в свою чергу, за певних умов сприяє прискоренню переходу від зони стовпчастих до зони рівновісних кристалів. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-28 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/159 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 27 No. 5-6 (2019): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 27 № 5-6 (2019): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/159/160 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) твердіння безперервнолита заготовка кристалічна структура безперервне розливання електромагнітне перемішування Смірнов, О.М. Ухін, В.Є. Верзілов, О.П. Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| title | Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| title_alt | Investigation of billet crystal structure formation features during forced stirring of its liquid core |
| title_full | Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| title_fullStr | Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| title_full_unstemmed | Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| title_short | Дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| title_sort | дослідження особливостей формування кристалічної структури безперервнолитої заготовки під час примусового перемішування її рідкої серцевини |
| topic | машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) твердіння безперервнолита заготовка кристалічна структура безперервне розливання електромагнітне перемішування |
| topic_facet | continuous casting machine (CCM) hardening continuous cast billet crystal structure continuous casting electromagnetic stirring машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) твердіння безперервнолита заготовка кристалічна структура безперервне розливання електромагнітне перемішування |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/159 |
| work_keys_str_mv | AT smírnovom investigationofbilletcrystalstructureformationfeaturesduringforcedstirringofitsliquidcore AT uhínvê investigationofbilletcrystalstructureformationfeaturesduringforcedstirringofitsliquidcore AT verzílovop investigationofbilletcrystalstructureformationfeaturesduringforcedstirringofitsliquidcore AT smírnovom doslídžennâosoblivostejformuvannâkristalíčnoístrukturibezperervnolitoízagotovkipídčasprimusovogoperemíšuvannâíírídkoísercevini AT uhínvê doslídžennâosoblivostejformuvannâkristalíčnoístrukturibezperervnolitoízagotovkipídčasprimusovogoperemíšuvannâíírídkoísercevini AT verzílovop doslídžennâosoblivostejformuvannâkristalíčnoístrukturibezperervnolitoízagotovkipídčasprimusovogoperemíšuvannâíírídkoísercevini |