Ascometal

logo_ascometalAscometal ist ein Stahlunternehmen der Schmolz + Bickenbach Gruppe, einem der weltweit führenden Anbieter für maßgeschneiderte Lösungen im Bereich Edelstahllangerzeugnisse und einer der beiden größten Firmen Europas, die mit legiertem und stark legiertem industriellem Stahl arbeiten. Die im Norden, Osten und Süden Frankreichs ansässige Firma Ascometal ist einer der Hauptakteure für Spezialstähle in Europa. Sie agiert auf dem Automobil-, Wälzlager-, Maschinenbau-, Erdöl- und Gasmarkt.

 

Herausforderung: Die Bemessung eines neuen Gussblock-Formats bestätigen

Ascometal hat die Software THERCAST® benutzt, um die Bemessung eines neuen Gussblock-Formats von 10 Tonnen zu bestätigen. Mit Hilfe der Simulation sollte die Herstellung eines Gussblocks in optimaler Qualität möglich sein, wobei die Risiken im Zusammenhang mit der Erstarrung (Porosität, Seigerung...) zu berücksichtigen sind. 

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Dank der durchgeführten Studie konnten die wesentlichen Merkmale des Gussblocks von 10 t mit denen des bereits durch Asco Industries produzierten Gussblocks von 5 bis 7,5 t verglichen werden. Die Merkmale, die Ascometal zu beherrschen wünschte, bezogen sich auf die Seigerung und insbesondere auf die Makroseigerung, um für die Teile aus diesen Gussblöcken vollkommen identische mechanische Eigenschaften gewährleisten zu können. Die zentrale Porosität des Gussblocks ist ebenfalls ein wichtiges Kriterium, um qualitativ hochwertige Endprodukte herzustellen und um Zugang zum Markt von größeren Bauteilen zu erhalten.

Folgende Etappen wurden mit THERCAST® für den Entwurf des 10 t Gussblocks festgelegt:

  • Bestätigung der Grenzbedingungen auf den bestehenden Gussblöcken
  • Auswahl der Qualitätskriterien •Berücksichtigung der industriellen Anforderungen.

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Vergleich zwischen den Tiefenmessungen des flüssigen Sumpfes (in cm) und den Prognosen mit THERCAST®

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 Die Simulation im Überblick

 

Lösung: Quantitative Charakterisierung des

Erstarrungsgefüges

Die geleistete Arbeit bestand darin, das Erstarrungsgefüge quantitativ zu kennzeichnen, eine Vorarbeit, die zur Bestätigung und Bestimmung der Parameter für die Simulation unverzichtbar ist. 

Dank der zuvor durchgeführten Untersuchungen verfügte Ascometal über erste Kenntnisse in Bezug auf die bestehenden Grenzbedingungen für die Gussblöcke. Durch diese vorangegangenen Untersuchungen konnten die Grenzbedingungen mit den Temperaturmessungen, die auf dem oberen Teil des Gussblocks durchgeführt worden sind, bestätigt werden. Die Profile der Makroseigerung und die Erstarrungsgefüge standen ebenfalls zur Verfügung. 

Für die Gestaltung des neuen Gussblocks war es erforderlich, die verschiedenen Kriterien zu berücksichtigen, unter anderem die (möglichst kurze) Erstarrungszeit, das Seigerungsprofil, für die Porosität das Niyama-Kriterium in der Achse, den Druckabfall in der Achse zum Ende der Erstarrung und eine Analyse der mechanischen Ergebnisse. Die Berücksichtigung gewisser industrieller Anforderungen, wie die maximale Höhe, war erforderlich. Der hauptsächlich untersuchte Parameter war die Konizität der Gussform. 

« Dank der Software THERCAST® konnten wir den Teams in den Stahlwerken vertrauensvoll eine neue Gussblock-Geometrie anbieten. Die vom Produkt vorgenommenen Charakterisierungen haben diese Prognosen bestätigt. » 

 Joëlle Demurger, Verantwortliche der Gruppe Verfahrenstechnik bei Ascometal, Frankreich

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Der Ergebnisvergleich zwischen THERCAST® und den experimentellen Aufzeichnungen zeigt, dass die Phänomene der Sedimentation (die der Grund für die negative Seigerung am unteren Ende des Gussblocks sind) weniger im 6.2 t Gussblock vorhanden sind als bei dem größeren 10 t Gussblock.

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Nutzen: Bestätigung der Bemessung des neuen Gussblock-Formats von 10T

  • THERCAST® wurde erfolgreich für die Konzipierung eines neuen Gussblocks verwendet
  • Die Berechnungszeit der Erstarrung ist richtig.
  • Ein Kriterium zur Lokalisierung von Porositäten wurde definiert (berechnet auf Grundlage der mechanischen Ergebnisse). Die Lokalisierung stimmt mit den Messungen überein und die Anzahl und Größe der Porositäten konnten überprüft werden.
  • Ein negativer Seigerungsbereich war im größeren Gussblock erkennbar und dieser Bereich wird bisher von THERCAST® nicht vollkommen vorhergesehen. Der Grund dafür ist die Sedimentation (Keimung und Bewegung der festen Körner in der Flüssigkeit), die in das Modell noch nicht integriert ist. Momentan werden Nachforschungen angestellt, die kurzfristig die Berechnung der Makroseigerung für die großen Gussblöcke verbessern. THERCAST® kann verwendet werden, um neue Ergebnisansätze zu erhalten und somit auf die Makroseigerung in den Gussblöcken einwirken zu können. 

Die Simulation mit der Software THERCAST® hat die Konzipierung eines neuen Gussblocks in guter metallurgischer Qualität unterstützt

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