Exjobb: Valssimuleringar

Vi vill bli fler! Metallforskningsinstitutet Swerim bedriver industrinära forskning och utveckling kring metaller och deras väg från råmaterial till färdig produkt. Vi är 200 medarbetare på två orter i Sverige - Luleå och Stockholm. Vår vision är en fossilfri och cirkulär industri.

.

Detta examensjobb, hos metallforskningsinstitutet Swerim, kan leda till minskad miljöpåverkan genom effektivare användning av återvärmningsugnar och mindre materialförluster vid varmvalsning. Stora industriugnar så som stegbalksugnar används för att värma stålämnen (slabs) till ca 1300 åC för att dessa ska kunna valsas till tunnare plåt. I en stegbalksugn finns vattenkylda balkar som sakta flyttar stålämnena framåt så att de kommer ut i önskad temperatur i andra änden av ugnen. Ett bekymmer med denna typ av ugnar är att stålämnena riskerar att ha en varierande temperatur med kallare segment på grund av kontakten med balkarna. Temperaturvariation resulterar i varierande valskraft vid efterkommande varmvalsning, vilket kan leda till problem i valsverket och kvalitetsproblem på slutprodukterna. Bättre förståelse av temperaturvariationerna genom modellering och simulering kan leda till effektivare styrningen av ugnen och en minskning av de oönskade effekterna.
 
Tillvägagångsätt
Modellering av valsverket kan göras med termomekanisk finita element analys (FEA), förslagsvis i LS-Dyna, där stålämnena och arbetsvalsarna är representerade. Arbetsvalsarna kan modelleras som stela kroppar medan valsämnet modelleras med en termomekanisk beskrivning som är temperaturberoende. Valskrafterna beräknas utifrån stålämnets initialtemperatur som kan simuleras via en termisk FEA av ugnen, inklusive värmeförluster genom balkarna (tillhandahålls av Swerim).
 
Mål
Målet är att koppla temperaturvariationerna till beräknade och uppmätta valskrafter. På så sätt kan en processmodell för ungen kalibreras och ge den förståelse som krävs för att öka produktkvaliteten och minska onödig klimatpåverkan.
 
Förslag på struktur
- Litteraturstudie om ugnsvärmning och varmvalsning
- Modellering av varmvalsning
- Framtagning av temperaturberoende materialdata och randvillkor
- FE-simuleringar och kalibrering av värmeförluster till balkarna
- Analys av resultat
- Rapportering
 
Kvalifikationer
Du är student inom Maskinteknik, Teknisk fysik eller liknande områden med kunskaper inom modellering och simulering med finita element analys.
 
Vidare information
För ett godkänt examensarbete (30hp) betalar Swerim 50 000 SEK. Examensarbetet är planerat att starta i början av 2024.
 
Kontakt
För ytterligare information om projektet, vänligen kontakta:
Johan Lindwall, johan.lindwall@swerim.se
 
Ansökan
Ansök genom att använda ansökningsfunktionen nedan senast den 14 december 2023. Observera att vi tillsätter examensarbetet så snart vi hittar en lämplig sökande, vilket innebär att vi kan tillsätta tjänsten innan deadline. Du får en bekräftelse på att Swerim har tagit emot din ansökan.