تاثیر تغییرات دمایی، تنش حرارتی و منطقه منیسک قالب مسی برکیفیت شمش تولید شده توسط روش ریخته گری پیوسته فولاد

کیفیت مطلوب شمش تولیدی به روش ریخته‌گری پیوسته همواره یکی از دغدغه‌های اساسی در صنعت فولاد است. ‏قالب مسی یکی از اصلی‌ترین اجزای ریخته‌گری پیوسته فولاد است که پدیده‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی که در منطقه ‏نزدیک منیسک آن رخ می‌دهند نقش مهمی در کیفیت سطحی شمش دارند. در این مقاله چند متغیر موثر شامل اثر روانکاری ‏سطح قالب، ایجاد منیسک و تشکیل نوع خاصی از سل گالوانیک مورد بر کیفیت شمش مورد بررسی قرار گرفته‌اند. با توجه به ‏نظریه ساختار یونی مذاب و تحلیل‌های صورت گرفته بر سرباره متالورژیکی، می‌توان گفت که فاز سرباره مذاب پودر قالب، یک مایع ‏یونی(فصل مشترک مس/ آهن) است به طوری که در پودر تولید شده توسط شرکت ‏stollberg‏ نیرو محرکه تا 1.9 ولتی ایجاد ‏می شود. بر اساس  متغیرهای خنک کنندگی قالب مسی، مدل محاسبه سه بعدی ایجاد شد و توزیع سه بعدی درجه حرارت، تنش و ‏کرنش حرارتی به صورت عددی با استفاده از روش المان محدود (‏fem‏) شبیه سازی شده و حداکثر تغییر شکل قالب مسی ‏حدودmm ‎‏ 0.04 ، بالاترین دمای داخلی تیوب مسی ‏‎°c‏220 و حداکثر تنش حرارتی ‏mpa‏390 بدست آمد. بر اساس نتایج ‏بزرگ‌ترین اختلاف دما از بالا به پایین قالب بیش‌تر از 10 درجه نبوده و حداکثر تغییر شکل حرارتی قالب مسی در ‏موقعیت 30 میلی‌متر پایین‌تر از منیسک ظاهر می‌شود، اما به اندازه کافی قوی نیست که باعث ایجاد ترک شود. علاوه بر ‏این، تاثیر پودر با قلیائیت‌های مختلف بر خصوصیات علامت‌های ناشی از نوسان قالب بر روی سطح شمش در نظر گرفته شد. بر ‏اساس تصاویر میکروسکوپی از نشانه‌های نوسان می‌توان گفت که استفاده از پودر ریخته‌گری اسکریولیت سبب می‌شود ‏که نشانه‌های نوسان کوتاه‌تر و با عمق کم‌تر نسبت به استفاده از پودر ریخته‌گری آکوترم است. ‏