Tytuł pozycji:
Numerical simulation of controlled cooling of rails as a tool for optimal design of this process
The model of controlled cooling of rails is presented in the paper. Model predicts temperature field during cooling, kinetics of phase transformations, microstructural parameters and mechanical properties of the product. Identification of the phase transformation model was performed on the basis of dilatometric tests and inverse analysis. Optimization task was formulated with the objective of searching for the cooling process parameters, which give as low as possible interlamellar spacing in pearlite, microstructure free of bainite and uniform hardness distribution in the rail head. The sensitivity analysis was performed and the following parameters were selected as the optimization variables: time of the 1st stage of fast cooling by immersing in the polymer solution, time of the second stage of cooling in air, depth of the immersion in the polymer solution and heat transfer between the rail head and the polymer solution.
W pracy opisano model kontrolowanego chłodzenia szyn po walcowaniu. Model oblicza pole temperatury w czasie chłodze¬nia oraz kinetykę przemian fazowych, parametry mikrostruktury po ochłodzeniu do temperatury otoczenia i własności mecha¬niczne gotowego wyrobu. Identyfikację modelu przemian fazo¬wych przeprowadzono na podstawie prób dylatometrycznych i analizy odwrotnej. Zadanie optymalizacyjne dla procesu chło¬dzenia zostało sformułowane jako poszukiwanie parametrów tego procesu, które dają najmniejsze wartości odległości między płytkami cementytu w perlicie, brak bainitu w całej objętości szyny i równomierny rozkład twardości na przekroju główki szyny. Przeprowadzono analizę wrażliwości składowych funkcji celu względem zmiennych optymalizacji i na tej podstawie wybrano 4 zmienne do dalszej analizy: czas przyspieszonego chłodzenia w pierwszym etapie przez zanurzenie w roztworze polimerowym, czas swobodnego chłodzenia w powietrzu w drugim etapie, głębokość zanurzenia główki szyny w roztwo¬rze oraz współczynnik wymiany ciepła między powierzchnią szyny i roztworem.
