[fr] La qualité de surface et interne des produits de coulée continue dépend beaucoup du comportement du brin dans la lingotière durant la solidification. Parmi les paramètres susceptibles d’influencer ce comportement, la conicité de la lingotière tient une place éminente. Nous avons développé un modèle 2D thermomécanique du brin dans la lingotière utilisant le code d’éléments finis Lagamine. Une tranche du brin est définie perpendiculairement à l’axe de coulée avec les conditions limites suivantes : symétrie suivant les axes principaux de la section (double symétrie), contact unilatéral avec frottement le long de la surface de la lingotière
et température de lingotière imposée. L’approche utilise l’état plan généralisé qui permet une épaisseur variable dans le temps et fournit une équation pour l’équilibre des forces verticales. La pression ferrostatique est également prise en compte. En raison de sa conicité, la géométrie de la lingotière n’est pas constante, mais varie lorsque la tranche progresse vers le bas. Les conditions
d’échange thermique sont également modifiées, en fonction des conditions de contact entre le brin et la lingotière. Après un travail de deux années, le modèle est à présent en cours de validation pour prédire le comportement du brin dans différentes configurations (forme de la section, conicité, etc.). [en] Modelling of the thermomechanical phenomena in a mould of continuous casting. The surface and internal quality of continuous cast products depends very much on the behaviour of the strand in the mould during solidification. Among the parameters likely to influence this behaviour, the mould taper takes a prominent part. We developed a thermomechanical 2D model of the strand in the mould using the finite element code LAGAMINE. A slice of the strand is defined perpendicularly to the casting axis with the following boundary conditions: symmetry with principal axes of the section (double symmetry), frictional unilateral contact with the mould surface and imposed mould temperature. The approach uses the generalised plane strain state that allows a variable thickness
of the slice in time, and provides one equation for the vertical force equilibrium. The ferrostatic pressure is also taken into account.
Due to the mould taper, the geometry of the mould is not constant, but varies as the slice is moving down. The thermal exchange conditions are also modified, depending on contact condition between the strand and the mould. After a two years work, the model is now in checking to predict behaviour of the strand in different cases (shape of the strand cross section, mould taper, etc.).
Disciplines :
Materials science & engineering
Author, co-author :
Pascon, Frédéric ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Département ArGEnCo
Habraken, Anne ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Département ArGEnCo
Bourdouxhe, M.
Labory, F.
Language :
French
Title :
Modélisation des phénomènes thermomécaniques dans une lingotière de coulée continue
Bourdouxhe M., Habraken A.-M., Pascon F., Mathematical modelisation of beam blank casting in order to optimise the mould taper, in: 3rd European Conference on Continuous Casting, October 20-23, 1998.
Cescotto S., Habraken A.-M., Radu J.-P., Charlier R., Some recent developments in computer simulation of metal forming process, in: Proceedings of the 9th International Conference on Computer Methods in Mechanics, Vol. 4, Krakow, Poland, 1989.
Grisard L., Modélisation Bidimensionnelle de la Mise à Forme des Tôles par la Méthode des Éléments Finis, Thèse, Université de Liège, 1993.
Gavrus A., Massoni E., Finite Element Simulation of Viscoplastic Behaviour, Metal Forming Center, Sophia Antipolis, 1995.
Habraken A.-M., Charles J.-F., Wegria J., Cescotto S., Dynamic recrystallisation during zinc rolling, Int. J. Forming Processes 1 (1) (March 1998) 53-73.
Habraken A.-M., Radu J.-P., Charlier R., Numerical approach of contact with friction between two bodies in large deformations, in: Contact Mechanics International Symposium, Lausanne, October 1992.
Cescotto S., Charlier R., Frictional contact finite element based on mixed variational principle, Int. J. for Numerical Methods in Engineering 36 (1993) 1681-1701.
