“In korte tijd kunnen we nu een hoop productie-instellingen doorrekenen. Dat geeft dus veel sneller inzicht in het effect van een magneet op het gietproces.”
SURF ondersteunt berekeningen giettechniek Tata Steel
Tata Steel in IJmuiden levert aan klanten die staal van hoge kwaliteit vragen. Dat vraagt om optimale productieprocessen. Om dat te kunnen waarborgen is onderzoek nodig. Eelco van Vliet is een van de 1.100 onderzoekers van Tata Steel wereldwijd. Zijn berekeningen voert hij uit op het rekencluster Lisa bij SURF.
Kwaliteitsproduct
“Tata Steel produceert staal van hoge kwaliteit. Staal dat verwerkt wordt in batterijen moet bijvoorbeeld aan hoge kwaliteitseisen voldoen. Er mogen tenslotte geen gaatjes in een batterij komen omdat er bijvoorbeeld kleine deeltjes in het staal zitten. Constructiestaal vergt dan weer een heel andere staalkwaliteit”, aldus Van Vliet. Zijn onderzoek richt zich op processen die met vloeistofmechanica te maken hebben: “Op dit moment is staalgieten een belangrijk onderzoeksonderwerp. Dat proces is belangrijk, want het bepaalt de uiteindelijke kwaliteit van het staal.”
Het gietproces
Hoe werkt het gietproces? Het vloeibare staal wordt aan de bovenkant in de gietvorm gegoten. Aan de buitenkant verdwijnt de warmte uit het staal waardoor je een laag gestold staal krijgt. Aan de onderkant wordt dat uit de gietvorm getrokken. Magneetvelden zorgen voor de juiste stroming van het staal in de gietvorm. Dit gietproces heet 'continuous casting'.
Onderzoek naar magneetvelden
Over de effecten van de magneetvelden is weinig bekend. Wat is bijvoorbeeld de ideale magneetsterkte? En welke richting moeten de polen hebben? Van Vliet berekent dit op SURF’s rekencluster Lisa. “Dit is ons eerste onderzoek bij SURF. Voorheen deden we dit soort Computational Fluid Dynamics-berekeningen met commerciële software op onze eigen computers. Dit werd echter erg duur en mede daarom zijn we overgestapt op de open source software OpenFoam. In de zomer van 2010 heb ik contact gezocht met SURF om OpenFoam daar te draaien.”
Tien keer snellere berekeningen
Bij SURF doet Van Vliet zijn berekeningen tien keer zo snel als voorheen. “In korte tijd kunnen we nu een hoop productie-instellingen doorrekenen. Dat geeft dus veel sneller inzicht in het effect van een magneet op het gietproces.” Een ander voordeel is dat Van Vliet nu berekeningen doet die hij met de oude software niet had kunnen doen, vanwege de lange rekentijd: “Ik hoef mijn klanten (productieafdelingen) dus geen nee meer te verkopen bij ingewikkelde vragen.”
“SURF heeft de code van OpenFoam voor me aangepast zodat de software beter ging draaien. Daarnaast compileert SURF ParaView waarmee ik simulaties maak voor klanten.”
Vruchtbare samenwerking
Van Vliet is tevreden over de samenwerking: “SURF heeft de code van OpenFoam voor me aangepast zodat de software beter ging draaien. Daarnaast compileert SURF ParaView waarmee ik simulaties maak voor klanten. Daarvoor is expertise nodig die ik niet heb.” Maar er is meer: “Samen met twee andere bedrijven hebben we een projectvoorstel ingediend bij het Europese Research Fund for Coal and Steel. Een onderdeel uit het voorstel is dat we het gietproces nog uitgebreider gaan beschrijven in OpenFoam. We gaan met dat model heel grootschalig bij SURF rekenen. Dat project gaat de komende vier jaar lopen. Er komt dus veel rekenwerk aan en ik zie die samenwerking positief tegemoet!"