Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ)
A physical model has been created that simulates the cross section of a continuous casted trapezoidal copper billet. The results of physical modeling of continuously cast copper billets solidification process are presented. The features of the trapezoidal continuously casted copper billet crystal st...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/97 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471935990136832 |
|---|---|
| author | Смирнов, А. Н. Ухин, В. Е. Верзилов, А. П. Naseri, Ali |
| author_facet | Смирнов, А. Н. Ухин, В. Е. Верзилов, А. П. Naseri, Ali |
| author_sort | Смирнов, А. Н. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-12-25T06:14:00Z |
| description | A physical model has been created that simulates the cross section of a continuous casted trapezoidal copper billet. The results of physical modeling of continuously cast copper billets solidification process are presented. The features of the trapezoidal continuously casted copper billet crystal structure formation during the casting of metal on a rotary caster are shown.
During physical modeling, it was found that the solidification mechanism of the model substance in the study of the formation of the crystalline structure of the copper trapezoidal billet has significant differences from the "classical" crystallization mechanism, in which the crystals grow parallel to each other. The main feature of the copper billet crystal structure formation is that in most cases dendrites growth direction is chaotic relative to the surface of the heat flow, and the growth rates of individual crystals differ by 25–35 %. In this case, the development of nearby crystals ceases due to a collision with the secondary branches of more intensively developing dendrites.
It was also established during the modeling process that during crystallization of the melt according to the described above mechanism, a collision of the most intensively developing crystals growing on neighboring faces is possible, in which the closing main axes of the dendrites separate part of the liquid phase from the total volume. This isolated volume of the liquid phase cannot be feed by the melt from the axial part of the billet. The shrinkage of such areas during solidification is the reason for the formation of pores inside the billet. The disordered arrangement of internal pores in the cross section of a trapezoidal copper billet is explained by the randomness of the dendritic crystals growth directions and of the difference in their growth rates. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:27Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-97 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:27Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-972023-12-25T06:14:00Z Investigation of internal defects formation reasons in copper billet obtained at rotary continuous casting machine (CCM) Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) Смирнов, А. Н. Ухин, В. Е. Верзилов, А. П. Naseri, Ali continuously casted trapezoidal billet crystal structure continuous casting copper rotary continuous casting machine (CCM) defects непрерывнолитая трапециевидная заготовка кристаллическая структура непрерывная разливка медь роторная МНЛЗ A physical model has been created that simulates the cross section of a continuous casted trapezoidal copper billet. The results of physical modeling of continuously cast copper billets solidification process are presented. The features of the trapezoidal continuously casted copper billet crystal structure formation during the casting of metal on a rotary caster are shown. During physical modeling, it was found that the solidification mechanism of the model substance in the study of the formation of the crystalline structure of the copper trapezoidal billet has significant differences from the "classical" crystallization mechanism, in which the crystals grow parallel to each other. The main feature of the copper billet crystal structure formation is that in most cases dendrites growth direction is chaotic relative to the surface of the heat flow, and the growth rates of individual crystals differ by 25–35 %. In this case, the development of nearby crystals ceases due to a collision with the secondary branches of more intensively developing dendrites. It was also established during the modeling process that during crystallization of the melt according to the described above mechanism, a collision of the most intensively developing crystals growing on neighboring faces is possible, in which the closing main axes of the dendrites separate part of the liquid phase from the total volume. This isolated volume of the liquid phase cannot be feed by the melt from the axial part of the billet. The shrinkage of such areas during solidification is the reason for the formation of pores inside the billet. The disordered arrangement of internal pores in the cross section of a trapezoidal copper billet is explained by the randomness of the dendritic crystals growth directions and of the difference in their growth rates. Создана физическая модель, имитирующая поперечное сечение непрерывнолитой медной заготовки трапециевидного профиля. Представлены результаты физического моделирования процесса затвердевания непрерывнолитой медной заготовки. Также отображены особенности формирования кристаллической структуры непрерывнолитой медной заготовки трапециевидного профиля в процессе разливки металла на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) роторного типа. В ходе физического моделирования установлено, что механизм затвердевания модельного вещества при исследовании особенностей формирования кристаллической структуры медной трапециевидной заготовки имеет существенные отличия от «классического» механизма кристаллизации, при котором кристаллы растут параллельно друг другу. Основной особенностью формирования кристаллической структуры слитка меди является то, что направление роста дендритов в большинстве случаев является хаотичным относительно поверхности теплоотвода, а скорости роста отдельных кристаллов отличаются на 25–35 %. При этом развитие близлежащих кристаллов прекращается из-за столкновения с вторичными ветвями более интенсивно развивающихся дендритов. Также в процессе моделирования установлено, что при кристаллизации расплава по описанному выше механизму возможно столкновение наиболее интенсивно развивающихся кристаллов, растущих на соседних гранях, при котором смыкающиеся главные оси дендритов отделяют часть жидкой фазы от общего объема. Этот изолированный объем жидкой фазы не имеет возможности подпитываться расплавом из осевой части заготовки. Усадка таких областей в процессе затвердевания является причиной формирования пор внутри слитка. Неупорядоченное расположение внутренних пор в поперечном сечении трапециевидного медного бруска объясняется хаотичностью направлений роста дендритных кристаллов, различием скоростей их роста. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-11 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/97 10.15407/steelcast2020.01.048 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 1 (2020): Метал та лиття України Метал та лиття України ; Том 28 № 1 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/97/97 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | непрерывнолитая трапециевидная заготовка кристаллическая структура непрерывная разливка медь роторная МНЛЗ Смирнов, А. Н. Ухин, В. Е. Верзилов, А. П. Naseri, Ali Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) |
| title | Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) |
| title_alt | Investigation of internal defects formation reasons in copper billet obtained at rotary continuous casting machine (CCM) |
| title_full | Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) |
| title_fullStr | Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) |
| title_full_unstemmed | Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) |
| title_short | Исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) |
| title_sort | исследование причин формирования внутренних дефектов медной заготовки, полученной на роторной машине непрерывного литья заготовок (мнлз) |
| topic | непрерывнолитая трапециевидная заготовка кристаллическая структура непрерывная разливка медь роторная МНЛЗ |
| topic_facet | continuously casted trapezoidal billet crystal structure continuous casting copper rotary continuous casting machine (CCM) defects непрерывнолитая трапециевидная заготовка кристаллическая структура непрерывная разливка медь роторная МНЛЗ |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/97 |
| work_keys_str_mv | AT smirnovan investigationofinternaldefectsformationreasonsincopperbilletobtainedatrotarycontinuouscastingmachineccm AT uhinve investigationofinternaldefectsformationreasonsincopperbilletobtainedatrotarycontinuouscastingmachineccm AT verzilovap investigationofinternaldefectsformationreasonsincopperbilletobtainedatrotarycontinuouscastingmachineccm AT naseriali investigationofinternaldefectsformationreasonsincopperbilletobtainedatrotarycontinuouscastingmachineccm AT smirnovan issledovaniepričinformirovaniâvnutrennihdefektovmednojzagotovkipolučennojnarotornojmašinenepreryvnogolitʹâzagotovokmnlz AT uhinve issledovaniepričinformirovaniâvnutrennihdefektovmednojzagotovkipolučennojnarotornojmašinenepreryvnogolitʹâzagotovokmnlz AT verzilovap issledovaniepričinformirovaniâvnutrennihdefektovmednojzagotovkipolučennojnarotornojmašinenepreryvnogolitʹâzagotovokmnlz AT naseriali issledovaniepričinformirovaniâvnutrennihdefektovmednojzagotovkipolučennojnarotornojmašinenepreryvnogolitʹâzagotovokmnlz |