ABS Centre Métallurgique, centre de recherche dans la sidérurgie

logo_absABS Centre Métallurgique (ACM) est le centre de recherche d’Acciaierie Bertoli Safau (ABS), division sidérurgique du groupe industriel Danieli SpA, un des leaders mondiaux dans la construction d’usines sidérurgiques. Le centre ACM basé à Metz propose différents moyens de caractérisations récents permettant de couvrir l’ensemble des problématiques rencontrées de l’élaboration des matériaux métalliques à la fabrication des composants mécaniques. En tant que laboratoire intégré d’un sidérurgiste italien, ACM a une parfaite connaissance des contraintes industrielles et de ses exigences. ACM met ainsi ses compétences et ses moyens de caractérisation, d’essais et de simulation au service de ses clients.

 

Challenge : réaliser la revampe d’une machine verticale-courbe en incluant de la réduction douce

En collaboration avec Danieli, ACM a conduit une étude pour le revamping d’une machine de coulée continue en incluant de la réduction douce. 

En s’appuyant sur des simulations numériques réalisées avec le logiciel THERCAST®, l’objectif était de prédire les effets de la réduction douce sur le produit fini et de mieux comprendre les phénomènes physiques engendrés. Pour répondre pleinement aux attentes du donneur d’ordre, l’étude devait permettre de valider le design de la machine de coulée continue, d’anticiper d’éventuels défauts et d’accroître la fiabilité des installations. 

Avec le soutien de Transvalor, les équipes d’ACM devaient également déterminer la meilleure approche numérique destinée à ce type de configuration afin de trouver un compromis efficace entre précision des résultats et temps de calcul.

case_study_abs 1Méthode pour la simulation thermomécanique du procédé

case_study_abs 2

Evolution de la fraction liquide durant le dressage du produit

 

Solution : réaliser une approche thermomécanique avec prise en compte de la réduction douce

Un premier calcul thermique permet de déterminer la zone où appliquer la réduction douce en suivant l’évolution de la température à cœur et de la fraction solide. 

L’objectif est de réaliser un calcul global thermomécanique sur toute la machine de coulée pour voir l’impact de la réduction douce au cœur du produit. Une méthode de calcul dite « globale par tranche » a été astucieusement développée permettant de simuler la totalité de la machine (~25m) avec des temps de calculs considérablement réduits par rapport à une approche classique (-50%) et sans compromis sur la qualité des résultats. 

Le calcul THERCAST® indique l’évolution de la fraction liquide et l’impact de la réduction douce sur la position finale du puits liquide ainsi que sur l’épaisseur solidifiée. L’approche thermo-mécanique permet le calcul de la déformation et des contraintes générées dans le produit coulé en vue de prévenir les phénomènes de rupture à chaud. La simulation numérique devient un atout unique pour valider le design de la machine de coulée.

Demander une démo

case_study_abs 3
Evolution de l’épaisseur de la coque solidifiée : effet de la réduction douce

case_study_abs 4
Evolution des contraintes XX au centre de la surface de la billette

 

Bénéfices : maîtriser la santé interne des produits et anticiper l’impact de la réduction douce

  • Déterminer avec précision l’impact de la réduction douce sur la position du puits de solidification.
  • Prédire l’évolution de l’épaisseur solidifiée tout au long de la coulée.
  • Quantifier les déformations et les contraintes mécaniques appliquées sur le produit coulé.
  • Identifier les zones présentant des risques de porosité.
  • Détecter l’apparition de criques à chaud grâce aux critères d’endommagement.
  • Une méthode de calcul optimisée pour des temps de calcul divisés par 2.
  • Réduire notablement les essais en grandeur nature.

« Grâce au logiciel THERCAST®, nous avons pu fournir une solution technique validée auprès de notre donneur d’ordre et le conforter ainsi dans ses choix technologiques. » 

 - Antoine BALLY, Ingénieur de Recherche chez ABS Centre Métallurgique

Télécharger l’étude de cas