A fully coupled fluid flow, heat, and solute transport model was developed to investigate turbulent flow, solidification, and macrosegregation in a continuous casting process of steel slab with EMBR. Transport equations of mass, momentum, energy, and species for a binary iron-carbon alloy system were solved using a continuum model. The electromagnetic field was described by the Maxwell equations. A finite-volume method was employed to solve the conservation equations associated with appropriate boundary conditions. The effects of intensity of magnetic field and carbon segregation were investigated. The electromagnetic field reduces the velocity of molten flow in the mold and an increase in the percentage of C in steel results in a decrease of carbon segregation ratio.
Kim, Baek-Gyu;Roh, Jung-Suk;Bang, Hee-Jae;Heo, Min;Park, Jin-Ha;Jeon, Chung-Hwan
Journal of Korea Foundry Society
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v.40
no.3
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pp.61-65
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2020
Rheo-diecasting with stirring has been used in many material industries. As the 4th Industrial Revolution approaches the world, eco-friendly high-strength and light-weight materials become more important. Casting methods have been studied and used for aluminum-alloy automobile parts. This study carried out the effect analysis of the micro-structure and mechanical properties, such as yield/ultimate tensile strength, elongation, and hardness, of A356 using the 6-pole EMS (electro-magnetic stirring) casting process with a high electromagnetic force. As a result, the hardness and elongation of the A356 after T6 heat-treatment show a significant improvement, respectively, by 20% and 50%.
In the continuous casting process, molten metal contacts the mold wall and the molten metal surface is subject to the mold oscillation. The mold oscillation results in the oscillation marks on the surface of solidified steel, which has undesirable effects on the quality of slabs. In order to reduce the oscillation marks by achieving soft contact of molten metal with the mold surface, alternating magnetic field is applied to the surface of molten metal. However, if the magnetic field strength becomes too strong, the melt flow induced by the magnetic field. causes the instability of the molten metal surface, which has also the bad influence on the slab quality. Therefore, it is very important to choose the optimal position of the inductor coil and the optimal level of electric power to minimize the surface defects. In the present work, as a first step toward the optimization problem of the process, numerical studies are performed to investigate the effects of coil position and the electric power level on the meniscus shape and the flow field. As numerical tools, the boundary integral equation method(BIEM) is used for the magnetic field analysis and the finite difference method (FDM) with orthogonal grid generation is used for the flow analysis.
레오다이캐스팅 공정은 용탕상태의 원소재로부터 최종형상에 가장 가까운 정형제품(near-net shape)을 원하는 기계적 성질과 동시에 경제적으로 생산할 수 있는 제조방법으로 개발되어 왔다. 본 논문에서는 전자교반 시스템을 이용하여 결정립이 제어된 반용융 상태의 소재를 수직형 다이캐스팅기를 사용하여 리어파트(rear parts) 자동차 부품을 성형실험 하였다. 성형된 시제품들은 성형조건에 따른 조직 및 인장강도를 관찰하였으며, 시효경화 시간에 따른 T6 최적 열처리 조건을 조사하였다.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.7
no.2
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pp.9-14
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1998
One of the areas in the continuous casting process that up to this point, has not been definitively instrumented is a method of reliably locating the part of a continuously cast strand that remains liquid for a period after the outer portion has solidified. To solve the problem. Electromagnetic Trandsducers(EMAT) which operate across an air gap without the need for a coupling medium has been developed. The system was designed to employ a through transmission technique which enhanced the signal-to-noise ratio. The Al 75$\times$75mm and 75$\times$100mm simulators with 2, 4, 8, 16, 32 mm hole respectively has been produced in order to verify the developed EMAT system and to measure to liquid core in continuous casting strand. The system developed can be employed for the optimization of torch cutting speed and for the final cut length of the bloom as well as calculation of average bloom temperature.
In this study, the consolidation and casting processes of fine Si powders, by-products of making high purity Poly-Si rods in the current method, were systematically investigated for use as economical solar-grade feedstock. Morphology, size, and contamination type of the poly-Si fine powders were inspected by combined analysis of SEM, particle size analyzer, and FT-IR. Poly-Si powder compacts were tried to fabricate by a consolidation process without a binding agent and then their density ratio and strength were evaluated. Finally, the electrical resistivity of the specimens prepared by an electromagnetic casting method was examined for purity assessment.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.11
no.6
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pp.766-773
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1999
A numerical analysis has been performed solidification problem using the fixed grid-enthalpy method with enthalpy-porosity relation. A modified standard $k-\varepsilon$ model was applied to describe the influence of turbulent flow. Computational procedures are based on the finite volume method and the non-staggered grid system. Comparisons with the different three experimental results show that applying a modified standard $k-\varepsilon$model in mushyzone is better than the previous computation results. This paper includes another EMBR's influences such as change of velocity field, Increasement of temperature and dispersion of flow out of nozzle into the flow field. These EMBR's influences are compared to case without EMBR.
Rheo-forging process of aluminum alloy is suitable for large parts of net shape without defects and excellent mechanical properties in comparison with conventional die casting and forging process. To control the microstructure of the product with high mechanical properties in rheo-forming, solid fraction is required to prevent porosity and liquid segregation. Therefore, in rheo-forging process, die shape, pressure type and solid fraction are very important parameters. The defects such as porosity, liquid segregation and unfitting phenomena occur during rheo-forging process. To prevent these defects, mechanical properties and microstructure analysis of samples versus the change of pressure are carried out and the problem and its solutions are proposed. Also, the mechanical properties versus various pressures were compared with and without heat treatment. The alloys used for rheo-forming are A356 and 2024 aluminum alloy. The rheology material is fabricated by electromagnetic process with controlling current and stirring time.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2004.10a
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pp.660-663
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2004
Recently in the automotive industries, light and high quality material is strongly required because of emissions regulation issues. In the electromagnetic stirring process, it has many merits that are the exact control ability about material processing and a good point of the protection of environment. In this paper, the morphology of the change of primary Al phase in A356 alloy by electro magnetic stirrer was investigated to obtain the globular structure. The parameters are the current, stirring time, pouring temperature and cooling rate of different wall thickness; 5mm, 15mm, 25mm respectively. By proper selection of the processing parameters, globular primary particles can be obtained by electromagnetic stirrer.
This paper introduces the development process and investigation of a 60kW induction motor for electric vehicles. We present performance improvement in the induction motor of electric vehicle using copper die-casting based on a multi-gate process. Copper die-casting motors can reduce the size of the motor, the loss of the rotor, and material costs. We also introduce electromagnetic, thermal, mechanical design and analysis results that satisfy the design and the performance requirements. In order to analyze losses accurately of induction motor, commercial finite element analysis is done considering PWM voltage and thermal characteristics by using lumped-circuit parameters. Experimental tests are also carried out to validate the traction motor design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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