EMPACT: A European program on aluminium casting technology. Development of predictive tools for aluminium ingot casting performance.

• Research unit: EU RFP
• Project number: 95.0037-1

Key words (French)

Coulée continue; aluminium; modélisation

Alternative project number (English)

EU project number: BRPR-CT95-0112

Research programs (English)

EU-programme: 4. Frame Research Programme - 2.1 Industrial and materials technologies

Short description (French)

Veuillez consulter l'abstract

Partners and International Organizations (French)

Alusuisse, Calcom, Ecole des Mines de Nancy, Elkem, Hoogovens, Hydroaluminium, Pechiney, Sintef, Tu-Delft, VAW

Abstract (French)

Le projet BE1112 vise à développer des outils de modélisation permettant d'optimiser les conditions de coulée utilisées pour la production en semi-continu de lingots d'aluminium. Il comporte deux volets principaux répartis dans 7 tâches : l'un relatif aux calculs thermomécaniques (déformations, contraintes résiduelles, fissuration à chaud et à froid), l'autre concernant les ségrégations aux échelles micro- et macroscopiques. La partie suisse dans ces deux volets est importante puisque l'EPFL joue le rôle de coordinateur des deux tâches les plus centrales.
Dans la tâche 1, il s'agit de définir des cas tests (benchmarks) de calculs thermomécaniques et hydrodynamiques, de coordonner et d'assister les campagnes de mesure qui vont être effectuées avec le même dispositif expérimental sur les divers sites de production, d'effectuer des calculs thermomécaniques avec le logiciel Abaqus et enfin d'implanter dans les modèles numériques des critères de fissuration des lingots de façon à obtenir un outil prédictif. Le plan d'expérience a été défini avec un équipement d'Alusuisse comme dispositif de base pour l'ensemble des expériences. La totalité des expériences de coulée a été réalisée à ce jour. Les benchmarks thermomécaniques et hydrodynamiques sont également terminés et sont l'objet de publications en cours de rédaction. Les mesures de ségrégation sur ces lingots pour la tâche 5 (voir ci-dessous) sont en cours de réalisation.
Dans la tâche 5, l'EPFL doit intégrer avec l'aide de Calcom SA les divers développements relatifs à la micro-macroségrégation. Cette partie, connectée antérieurement à un programme de recherche COST 512, vise à coupler les calculs macroscopiques de transfert de chaleur et de masse avec des calculs de diffusion de soluté et les données thermodynamiques des alliages. Le logiciel d'éléments finis calcoMOS (anciennement 3-mos) développé conjointement par l'EPFL et Calcom a été adapté pour prendre en compte le transport du solide ainsi que des géométries axisymétriques. Les résultats ont été validés avec ceux obtenus par le code de EM-Nancy et des résultats expérimentaux pour des alliages étain-plomb. La routine calculant la microségrégation avec couplage au diagramme de phase est terminée pour l'alliage Al-Mg-Si, avec la nouvelle base de données thermodynamiques provenant du programme COST 507. Cette routine a été couplée récemment avec calcoMOS et les premiers tests ont été effectués. Des expériences de laboratoire sur des alliages Al-Cu et Al-Mg ont été réalisées par l'EPFL. Les résultats de macroségrégation ont été comparés avec des calculs utilisant une routine simplifiée développée pour des alliages binaires par EM-Nancy. L'ensemble de ces développements va être implanté dans la nouvelle formulation en vitesse-pression de calcoMOS développée par Calcom.

References in databases (English)

Swiss Database: Euro-DB of the
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Hallwylstrasse 4
CH-3003 Berne, Switzerland
Tel. [phone]
Swiss Project-Number: 95.0037-1