Description
Proces kontinuálneho liatia predstavuje komplexný nelineárny fyzikálny systém, v ktorom mechanizmy vedenia, prúdenia a sálania tepla určujú priebeh tuhnutia kovu a výslednú kvalitu odlievaného polotovaru. Primárna a sekundárna chladiaca zóna vytvárajú dynamické teplotné pole, ktorého presná identifikácia je nevyhnutná na pochopenie fyzikálnych dejov prebiehajúcich počas kryštalizácie [1]. Predkladaný príspevok sa zameriava na aplikáciu fyzikálne založených numerických modelov prestupu tepla s cieľom analyzovať časovo aj priestorovo závislú distribúciu teploty počas procesu kontinuálneho liatia. Model rešpektuje základné zákony termodynamiky, energetickú bilanciu systému, teplotne závislé materiálové vlastnosti a latentné teplo tuhnutia, čím umožňuje realistickú simuláciu vývoja teplotného poľa v jednotlivých fázach procesu. Osobitná pozornosť je venovaná metrologickým aspektom validácie modelu, analýze neistoty vstupných parametrov a hodnoteniu presnosti predikcie teplotných polí vo vzťahu k experimentálnym meraniam. Výsledky poukazujú na význam fyzikálne konzistentného modelovania pri optimalizácii chladiacich podmienok, minimalizácii tepelných gradientov a obmedzení vzniku vnútorných i povrchových defektov odliatkov [2]. Prezentovaný prístup vytvára predpoklady na efektívnejšie riadenie procesu kontinuálneho liatia prostredníctvom presnejšieho opisu fyzikálnych javov a predstavuje významný prínos pre experimentálnu aj aplikovanú fyziku materiálových technológií.
Poďakovanie:
Táto práca bola vypracovaná s finančnou podporou projektu KEGA číslo 028STU-4/2026. Autori ďakujú Strojníckej fakulte Slovenskej technickej univerzity v Bratislave za podporu výskumnej činnosti a za vytvorenie vhodných podmienok na riešenie prezentovanej problematiky.
Literatúra:
[1] RAMIREZ, A. & AGUILAR-LÓPEZ, R. & PALOMAR, M. & ROMERO-ROMO, M. & MUÑOZ, D. (2010). Simulation of heat transfer in steel billets during continuous casting. International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials. 17. 403-416. 10.1007/s12613-010-0333-5.
[2] Q. HE, Z. SU, Z. XIE, Z. ZHONG & Q. YAO, „A Novel Principle for Molten Steel Level Measurement in Tundish by Using Temperature Gradient“ in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 66, no. 7, pp. 1809-1819, July 2017.