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Thin strip casting of steel with a twin-roll caster - correlations between process parameters

机译：双辊连铸机薄带钢铸造-工艺参数之间的关系

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Das Dünnbandgießen von Stahl nach der Bessemer-Methode findet weltweit großes Interesse. An vielen Forschungsstellen werden Untersuchungen zum Prozeß sowie dem Einfluß von Prozeßvariablen auf die Produkteigenschaften durchgeführt. Sehr häufig werden dabei Kenntnisse über die Variablenzusammenhänge benötigt. Man könnte sie erhalten, wenn man die entsprechenden Wärmeleitungsprobleme löste. Wegen besonderer Komplexität ist dieses nicht analytisch exakt möglich. Numerische Lösungen können mit guter Genauigkeit durchgeführt werden; deren Nützlichkeit ist jedoch häufig begrenzt, weil einerseits der Aufwand hoch ist, andererseits die Rechnung für jeden speziellen Fall neu auszuführen ist. In dieser Arbeit werden deshalb analytische Ausdrücke für die Variablenkorrelationen entwickelt, indem die Wärmeleitprobleme näherungsweise gelöst werden. Dies liefert einen Kompromiß zwischen Genauigkeit der numerischen und allgemeiner Anwendbarkeit der analytischen Lösungen. Zunächst werden Überlegungen zur Poolgeometrie und zur Erstarrungsgeometrie im Material beschrieben. Ein wichtiges Resultat ist, daß der Pool in zwei Bereiche einzuteilen ist, in welchen sehr unterschiedliche Wärmeleitungsphänomene auftreten. Im oberen Bereich gibt es keine Festkörperbrücken, und die Walzkraft kann hier nicht übertragen werden. Die Wärmeübertragung in die Rollen ist stark behindert, und es findet Newtonsche Wärmeleitung statt. Im unteren Bereich gibt es Festkörperbrücken. Die Walzenkraft wird in diesem Bereich übertragen, und durch den herrschenden Andruck wird die Wärmeübertragung in die Rollen ideal, d.h. wesentlich verbessert. Sodann werden wichtige Prozeßgrößen wie Poolhöhe, Walzkraft und Bandaustrittstemperatur berechnet und die Resultate an experimentellen Ergebnissen von Fe6.3%Si-Legierungen überprüft.%Thin strip casting of steel according to Bessemer is now being investigated world-wide in many institutions. In order to optimize, stabilize and scale up the process, a better understanding is needed. So there is a large interest in model descriptions. The best treatment by an exact analytical solution of the heat transfer equations is not possible due to its complexity. Instead, several numerical calculations have been carried out with good accuracy, but due to the large number of influencing parameters they are very often not generally applicable. The treatment in this paper is a compromise: the physical problems are solved by use of some approximations; thus analytical approaches with sufficient accuracy and general applicability are obtained. First the geometry of the pool and of the solidification is studied. An important result of this is that the pool must be treated in two different parts with strongly different heat transfer behaviour. In the upper part no solid bridges occur, and the rolling force cannot be transmitted. Thus the heat transfer into the rolls is hampered and can be described according to Newton. In the lower part there are solid material bridges to transmit the roll force, although a full solidification is not yet completed. The heat transfer into the rolls is much improved, and is now ideal. Then important process parameters as pool height, rolling force, and strip temperature are calculated and results are compared with data obtained from Fe6.3%Si experiments.
机译：使用贝塞默（Bessemer）方法进行的薄带钢铸造在世界范围内引起了极大的兴趣。在许多研究中心，都对过程以及过程变量对产品性能的影响进行了研究。经常需要了解变量之间的关系。如果您解决了相应的导热问题，则可以得到它们。由于特殊的复杂性，这在分析上是不可能的。数值解的执行精度很高；然而，它们的用处常常受到限制，因为一方面费力，另一方面必须针对每种特殊情况再次进行计算。因此，在这项工作中，通过近似地解决热传导问题，开发了变量相关性的解析表达式。这在数值精度和分析解决方案的一般适用性之间做出了折衷。首先，描述有关材料中熔池几何形状和凝固几何形状的注意事项。一个重要的结果是该池可分为两个区域，在其中发生非常不同的热传导现象。上部区域没有实心桥，此处无法传递轧制力。严重阻碍了热量传递到辊中，并发生了牛顿热传导。下部区域有固态桥。辊力在该区域内传递，主要压力使热量理想地传递到辊上，即明显改善。然后计算重要的工艺变量，例如熔池高度，轧制力和带钢出口温度，并根据Fe6.3％硅合金的实验结果检查结果。％根据贝塞默尔（Bessemer）的钢薄带铸件目前正在全球许多机构中进行研究。为了优化，稳定和扩大流程，需要更好的理解。因此，模型描述引起了极大的兴趣。由于传热方程的复杂性，无法通过精确的解析解进行最佳处理。取而代之的是，已经进行了一些数值计算，并且精度很高，但是由于有大量的影响参数，它们通常通常不适用。本文的处理方法是一个折衷方案：通过使用一些近似值可以解决物理问题。从而获得了具有足够准确性和通用性的分析方法。首先，研究熔池和凝固的几何形状。这样做的重要结果是，必须以非常不同的传热行为将池分成两个不同的部分进行处理。在上部没有牢固的桥接，滚动力无法​​传递。因此，阻碍了到辊中的热传递，并且可以根据牛顿来描述。尽管尚未完全固化，但在下部具有坚固的材料桥以传递轧制力。传给辊子的热量已经大大改善，现在是理想的。然后计算重要的工艺参数，如熔池高度，轧制力和带钢温度，并将结果与​​从Fe6.3％Si实验获得的数据进行比较。

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