The influence of the shape of turbulence inhibitors on the hydrodynamic conditions occuring in a tundish

• Autorzy: Merder T.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0134

Warianty tytułu

PL

Wpływ kształtu inhibitora turbulencji na warunki hydrodynamiczne panujące w kadzi pośredniej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents results of the research that was carried out taking into account the influence of the (impact pads) turbulence inhibitor geometry and its equipment of the working space on the hydrodynamic conditions occurring in T-type tundish. Four different turbulence inhibitors were discussed. They differ in shape and configuration of external walls. The research was conducted basing on the numerical simulations as well as on tests performed on physical water model. As a result of calculations the velocity field distribution, turbulence field and marker concentration distribution in the liquid steel for the tested geometrical variants of turbulence inhibitors were obtained. Worked out RTD curves (Residence Time Distribution) allowed to determine the kinetics of steel mixing (the range of transient zone was estimated), and the percentage participation of the particular flow zones. The test carried out on the water model concerned one of the tested turbulence inhibitors. Research was done to verify the parameter settings of the numerical model applied in calculations. Obtained results gave valuable information about the work of the object after applying different turbulence inhibitors.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań wpływu geometrii i sposobu zabudowy inhibitora turbulencji na warunki hydrodynamiczne panujące w przestrzeni roboczej kadzi pośredniej typu T. Rozpatrywano cztery warianty geometryczne inhibitora turbulencji. Inhibitory turbulencji różniły się kształtem i ukształtowaniem ścian wewnętrznych. Badania zrealizowano w oparciu o technikę modelowania numerycznego, oraz eksperyment na fizycznym modelu wodnym. W wyniku obliczeń uzyskano pola prędkości, turbulencji oraz rozkładu stężeń znacznika wprowadzonego do ciekłej stali w przestrzeni kadzi pośredniej dla rozpatrywanych wariantów geometrycznych inhibitora turbulencji. Opracowane charakterystyki RTD (Residence Time Distribution) umożliwiły określenie kinetyki mieszania stali (oszacowano zakres strefy przejściowej), oraz udziały procentowe poszczególnych stref przepływu. Badania uzupełniono o eksperyment na fizycznym modelu wodnym. Dotyczył on jednego z proponowanych wariantów inhibitora turbulencji. Wykonano je w celu weryfikacji doboru parametrów modelu numerycznego w przyjętych w obliczeniach. Uzyskane wyniki dostarczyły cennych informacji o pracy obiektu po zastosowaniu różnych inhibitorów turbulencji.

Słowa kluczowe

EN

tundish; continuous casting; numerical modelling; residence time distribution (RTD)

PL

kadź pośrednia; odlewanie ciągłe; modelowanie numeryczne; charakterystyka RTD

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1111--1117
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Merder T.

• Department of Metallurgy, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Silesian University of Technology, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] S. Chakraborty, Y. Sahai, Ironmaking and Steelmaking 19, 6, 479-487 (1992).
• [2] A. Aguiler-Corona, R. D. Moreles, M. Diaz-Cruz, J. Palafox-Ramos, Steel Research Int. 73, 10, 438-444 (2002).
• [3] A. Cwudziński, J. Jowsa, Archives of Metallurgy and Materials 57, 1, 297-301 (2012).
• [4] T. Merder, J. Pieprzyca, M. Warzecha, Metalurgija 48, 3, 143-146 (2009).
• [5] R. D. Morales, S. Lopez-Ramirez, J. Palafox-Ramos, Modelling Simulation Materials Science and Engineering 8, 781-801 (2000).
• [6] S. Lopez-Ramirez, J. Barreto, R. D. Morales, Steel Research Int. 69, 10-11, 423-428 (1998).
• [7] K. Michalek, K. Gryc, M. Tkdadleckova, D. Bocek, Archives of Metallurgy and Materiale 57, 1, 291-296 (2012).
• [8] M. Warzecha, T. Merder, H. Pfeifer, J. Pieprzyca, Steel Research Int. 81, 11, 987-993 (2010).
• [9] R. D. Morales, J. Barreto, S. Lopez-Ramirez, J. Palafox-Ramos, Metall. Mater. Trans B 31B, 1505-1515 (2000).
• [10] K. Chattopadhyay, M. Isac, R. I. L. Guthrie, ISIJ Int. 5, 5, 759-768 (2011).
• [11] J. Jowsa, Inżynieria procesów kadziowychwmetalurgii stali, Wyd. Pol. Częst., Czestochowa 2008.
• [12] B. E. Launder, D. B. Spalding, Lectures in Mathematical Models of Turbulence, Academic Press, London 1972.
• [13] J. F. Wendt, Computational fluid dynamics, Springer-Verlag, Germany, 1996.
• [14] T. Merder, A. Bogusławski, J. Jowsa, Archives of Metallurgy and Materials 50, 4, 933-953 (2005).
• [15] T. Merder, J. Pieprzyca, Z. Kudliński, L. Bulkowski, U. Galisz, H. Kania, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 76, 3, 178-184 (2009).
• [16] T. Merder, A. Fornalczyk, Proceedings of the 2011 International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Nancy, Francja, 135-142 (2011).
• [17] T. Merder, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 78, 12, 968-971 (2011).
• [18] C. Y. Wen, L. T. Fan, Models for flow systems and chemical reactions, Dekker, New York 1975.
• [19] T. Merder, J. Pieprzyca, A. Fornalczyk, X Acta Metallurgica Slovaca 1, 151-155 (2010).
• [20] K. Michalek, Vyuziti fysikalmiho a numerickeho modelowani pro optimalizaci metalurgickych procesu, Vysoka skola banska, Ostrawa 2001.