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, Volume 49, Issue 3, pp 265–278 | Cite as

On the numerical treatment of bulging of continuously cast slabs

  • A. Binder
Article

Abstract

Bulging of continuously cast slabs can reduce the steel quality quite heavily. We present a numerical method for the calculation of the deformations and the stresses in a slab using a formulation of the governing equations in mixed Eulerian-Lagrangian coordinates. Due to the extreme nonlinearity of the material law, imbedding techniques are necessary to achieve convergence.

AMS Subject Classification

65N30 73E25 Key words Continuous casting strand mechanics 

Zur numerischen Behandlung des Ausbauchens der Strangschale von Brammen

Zusammenfassung

Das Ausbauchen der Strangschale von Brammen kann die Stahlqualität erheblich herabsetzen. Wir präsentieren ein numerisches Verfahren zur Berechnung der Deformationen und der Spannungen in einer Bramme unter Verwendung einer gemischten Eulersch-Lagrangeschen Beschreibungsweise. Wegen der extremen Nichtlinearität des Werkstoffgesetzes sind Einbettungstechniken erforderlich, um Konvergenz zu erzielen.

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References

  1. [1]
    Allen, M. B., Herrera, I., Pinder, G. F.: Numerical modeling in science and engineering. New York: Wiley & Sons 1988.Google Scholar
  2. [2]
    Ames, W. F.: Numerical methods for partial differential equations. New York: Academic Press 1977.Google Scholar
  3. [3]
    Barber, B., Lewis, B. A., Leckenby, B. M.: Finite-element analysis of strand deformation and strain distribution in solidifying shell during continuous slab casting. Ironmaking and Steelmaking12/4, 171–175 (1985).Google Scholar
  4. [4]
    Binder, A.: About two problems arising in continuous casting of steel, Doctoral thesis, Universität Linz, 1991. In: Dissertationen der Johannes Kepler-Universität Linz, Vol. 92. Wien: Verband der wissenschaftlichen Gesellschaften Österreichs 1992.Google Scholar
  5. [5]
    Binder, A., Engl, H. W., Scheidl, R.: Numerische Behandlung des Ausbauchenes der Strangschale von Gießsträngen. ZAMM71, T680-T681 (1991).Google Scholar
  6. [6]
    Duoming, L.: Berechnung der Ausbauchung beim Brammenstranggießen von Stahl. Steel research59, 301–307 (1988).Google Scholar
  7. [7]
    Engl, H. W.: Hansjörg Wacker (1939–1991). Computing46, 275–278 (1991).Google Scholar
  8. [8]
    Engl, H. W., Wacker, Hj., Zulehner, W. (eds.): Case studies in industrial mathematics. Stuttgart, Dordrecht: Teubner, Kluwer 1988.Google Scholar
  9. [9]
    Fekete, K. A.: Die Berechnung der durch den ferrostatischen Druck verursachten Spannungen und der maximalen Durchbiegung in der Kruste breiter Brammen. Radex-Rundschau3, 135–143 (1974).Google Scholar
  10. [10]
    Fletcher, R.: Practical methods of optimization, Vol. I. New York: Wiley 1980.Google Scholar
  11. [11]
    Grill, A., Schwerdtfeger, K.: Finite-element analysis of bulging produced by creep in continuously cast steel slabs. Ironmaking and Steelmaking3, 131–135 (1979).Google Scholar
  12. [12]
    Inoue, T., Wang, Z. G.: Thermal and mechanical fields in continuous casting slab—a steady state analysis incorporating solidification. Ingenieur-Archiv58, 265–275 (1988).Google Scholar
  13. [13]
    Krawietz, A., Tang, T.: Simulation von Umformvorgängen dünner Bleche auf Basis einer allgemeinen Euler-Lagrange-Formulierung. In: Proc. XVII Int. FEM Congress, Baden-Baden, 1989, 461–481.Google Scholar
  14. [14]
    Lamant, J. Y., Larrecq, M., Birrat, J. P., Hensgen, J. L., Weber, J. D., Dhuyvetter, J. C.: Study of slab bulging in continuous caster. Proc. Int Conf. Continuous Casting '85 London, 1985, Paper 37.Google Scholar
  15. [15]
    Lewis, B. A., Barber, B., Hill, N. J.: Boundary condition difficulties encountered in the simulation of bulging during the continuous casting of steel. Appl. Math. Modelling7, 274–277 (1983).Google Scholar
  16. [16]
    Louhenkilpi, S. (ed.): Continuous casting of steel (Teräksen jatkuvavalu) 1984–1989. Helsinki: TEKES (Technology Development Centre) 1990.Google Scholar
  17. [17]
    Malvern, L. E.: Introduction to the mechanics of a continuous medium. New Jersey: Prentice-Hall 1969.Google Scholar
  18. [18]
    Meis, Th., Marcowitz, U.: Numerische Behandlung partieller Differentialgleichungen. Berlin: Springer 1978.Google Scholar
  19. [19]
    Morita, Y., Kawashima, H., Nakamura, M.: Strain analysis on internal cracks in continuously cast steel slabs. The Sumitomo Search30, 19–30 (1985).Google Scholar
  20. [20]
    Odqvist, F. K. G.: Mathematical theory of creep and creep rupture, 2nd ed. London: Oxford University Press 1974.Google Scholar
  21. [21]
    Odqvist, F. K. G., Hult, J.: Kriechfestigkeit metallischer Werkstoffe. Berlin: Springer 1962.Google Scholar
  22. [22]
    Pietzko, G., Hellwig, E.: Strand shell strain and roller stresses as design criteria for roller aprons of continuous slab casters. Steel & Metals Magazine26/8, 674–681 (1988).Google Scholar
  23. [23]
    Pühringer O. M.: Strangmechanik für Brammenstranggießanlagen. Stahl und Eisen96, 279–284 (1976).Google Scholar
  24. [24]
    Truesdell, C.: A first course in rational continuum mechanics, Vol. I. London: Academic Press 1977.Google Scholar
  25. [25]
    Wacker, Hj. (ed.): Continuation methods. New York: Academic Press 1978.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1992

Authors and Affiliations

  • A. Binder
    • 1
  1. 1.Institut für MathematikJohannes Kepler-Universität LinzLinzAustria

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