FEM-simulering av defekter från klippning av varmvalsad stång.

Sammanfattning

Den världsledande stålproducenten Ovako Group AB tillverkar valsade stålstänger i sin produktion i Hällefors. De färdigvalsade stängerna klipps efter nedkylning i luft enligt kundlängd, vilket i vissa fall har visat sig resultera i defekter vid ändarna. Mindre och övergripande statiska analyser av klipprocessen tyder på att dessa uppstår för vissa typer av stålsorter vid för höga och för låga temperaturer. De defekta ändarna behöver justeras genom räddningsuppdrag som kräver extra resurser och tid. Eftersom Ovako har upprättat långsiktiga klimatmål i form av reducerat klimatavtryck, vilket kan uppnås genom besparingar av resurser, inleder de nu ett arbete mot att optimera klipprocessen och minimera antalet defekter.Denna studie avser undersöka om det går att simulera klipprocessen för en av Ovakos stålstänger med hjälp av den finita elementmetoden och mjukvaran Abaqus. Det långsiktiga syftet med detta är att genom vidare arbeten, om detta visar sig vara möjligt, hitta optimala klipptemperaturer för olika typer av stålstänger med målet att reducera resursanvändningen och därtill Ovakos klimatavtryck. De frågeställningar som studien ämnar besvara är därmed; Kan verkliga defekter från kallklippning av stålstänger vid olika temperaturer simuleras? och Inom vilket temperaturintervall går det att klippa en stålstång utan defekter?Studien tyder på att det går att göra verklighetstrogna simuleringar för klipp av upphettade stålstänger i Abaqus då godtyckliga materialparametrar införs. Det fastställdes även att kompletterande primärdata behövs för att öka validiteten av resultaten från experimenten, speciellt vid undersökningar av en specifik stålsort. Denna slutsats kan tillämpas i vidare arbeten för att i kombination med utökad mekanisk data hitta optimala klipptemperaturer för flera typer av stålstänger.