Wpływ energii mieszania na zjawisko aglomeracji cząstek wtrąceń niemetalicznych w ciekłej stali

• Autorzy: Kuglin K. , Kalisz D.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2017.02

Warianty tytułu

EN

Effect of energy mix on the phenomenon of agglomeration of non-metallic inclusion particles in liquid steel

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy wykonano obliczenia komputerowe, które polegały na rozwiązaniu równania bilansu populacji oraz równania częstotliwości zderzeń cząstek wtrąceń niemetalicznych w zależności od typu kolizji. W symulacjach wykorzystano metodę PSG (Particle Grouping Method). Badania zostały przeprowadzone dla określonej liczby cząstek tlenku glinu. Za wartości zmienne przyjęto promień cząstki oraz moc mieszania ε. Wyniki symulacji zaprezentowano w formie wykresów przedstawiających zmianę ilości wydzieleń w stosunku do ich liczby początkowej (n₁/N₀) dla pierwszej grupy rozmiarowej (n₁) w funkcji czasu rzeczywistego, dla każdej rozpatrywanej początkowej wielkości promienia cząstki: 1, 5 i 10 μm. Analiza opracowanych wyników pozwoliła stwierdzić, że w przypadku cząstek charakteryzujących się większym promieniem wzrost energii mieszania intensyfikuje proces łączenia się wtrąceń niemetalicznych w aglomeraty, co w konsekwencji sprzyja procesom ich usuwania z objętości ciekłego metalu.

EN

In the research, computer calculations were performed, consisting in solving the equation of population balance and the equation of the collision frequency of non-metallic inclusion particles, depending on the type of collision. In the simulations, the PSG method (Particle Grouping Method) was applied. The studies were conducted for a specific number of aluminium oxide particles. The particle radius and the power of mixing ε were assumed as variables. The simulation results were presented in the form of diagrams showing the change of the number of precipitates in respect of their initial number (n₁/N₀) for the first group of sizes (n₁) in real-time, for each analyzed initial size of the particle radius: 1, 5 and 10 μm. The analysis of the elaborated results made it possible to conclude that, in the case of particles characterized by a larger radius, the increased energy mix intensifies the process of inclusions joining in agglomerates, which, in consequence, favours the processes of their removal from the volume of the liquid metal.

Słowa kluczowe

PL

stal; wtrącenia niemetaliczne; zjawisko aglomeracji; symulacja komputerowa; metoda PSG

EN

steel; non-metallic inclusions; agglomeration; computer simulation; PSG Method

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 57, no. 1
• Strony: 11--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Kuglin K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska

autor

Kalisz D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. Kawecka-Cebula E., Z. Kalicka, J. Wypartowicz. 2006. „Filtration on non-metallic inclusions in steel”. Archives of Metallurgy and Materials 51 (2) : 261−268.
• 2. Tozawa H., Y. Kato, K. Sorimachi, T. Nakanishi. 1999. „Agglomeration and Flotation of Alumina Clusters in Molten Steel”. ISIJ International 39 (5) : 426−434.
• 3. Kalisz D. 2013. Termodynamiczna charakterystyka powstawania fazy niemetalicznej w ciekłej stali. Kraków: Wydawnictwo Naukowe Akapit.
• 4. Kalisz D., P. Żak. 2016. „PSG metod for simulating agglomeration of Al2O3 inclusions in liquid steel”. Acta Physica Polonica A 130 (1) : 157−159.
• 5. Zhang J., H.-G. Lee. 2004. „Numerical modeling of nucleation and growth of inclusions in molten steel based on mean processing parameters”. ISIJ International 44 (10) : 1629−1638.
• 6. Saffman P.G., J.S. Turner. 1956. „On the collision of drops in turbulent clouds”. Journal of Fluid Mechanics 1 (1) : 16−30.
• 7. Nakaoka T., S. Taniguchi, K. Matsumoto, S.T. Johansen. 2001. „Paricle-size-grouping method of inclusion agglomeration and its application to water model experiments”. ISIJ International 41 (10) : 1103−1111.
• 8. Higashitani K., K. Yamauchi, Y. Matsuno, G. Hosokawa. 1983. „Turbulent Coagulation of Particles Dispersed in Viscous Fluid”. Journal of Chemical Engineering of Japan 16 (4) : 299−304.
• 9. Kalisz D., P.L. Żak, K. Kuglin, 2016. „Analysis of agglomeration of Al2O3 particles in liquid steel”. Archives of Metallurgy and Materials 61 (4) : 2091−2096.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).