Fizyczna i numeryczna symulacja chłodzenia natryskowego stalowych wlewków ciągłych w celu optymalizacji technologii przemysłowych

• Autorzy: Marcisz J. , Mazur A.

Warianty tytułu

EN

Physical and numerical simulation of spray cooling of steel cast strands for optimisation of industrial technologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono próby laboratoryjne chłodzenia natryskowego, które dla wybranych parametrów spełniały cechy podobieństwa w odniesieniu do chłodzenia w strefie wtórnej podczas ciągłego odlewania stali. W doświadczeniach zastosowano dysze wodne i wodno-powietrzne standardowo stosowane w instalacjach przemysłowych. Wykonano symulacje numeryczne chłodzenia natryskowego z zastosowaniem danych z prób laboratoryjnych i z prób przemysłowych. Na podstawie wyników badań i symulacji numerycznych dla wytypowanych parametrów chłodzenia (ciśnień mediów chłodzących i geometrii układu dysz i próbki) wyznaczono wartości współczynnika przejmowania ciepła (WPC), rozkład temperatury na przekrojach wlewka oraz temperaturę Leidenfrosta (TLE).

EN

The laboratory tests of spray cooling, which for selected parameters provided similar features with reference to secondary cooling zone during continuous casting of steel, were carried out. In the experiments, the water and water-air nozzles, utilised in industrial installations as a standard, were used. The numerical simulations of spray cooling using data from the laboratory and industrial tests were carried out. Based on the results of the tests and numerical simulations the values of heat transfer coefficient (HTC), distribution of temperature on cast strand cross-sections and Leidenfrost temperature (TLE) were determined for selected cooling parameters (cooling media pressures and geometry of the nozzles and sample arrangement).

Słowa kluczowe

PL

odlewanie ciągłe stali; chłodzenie natryskowe; współczynnik przejmowania ciepła; temperatura Leidenfrosta; dysza natryskowa

EN

continuous casting of steel; spray cooling; surface film conductance; Leidenfrost temperature; spray nozzles

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 61, nr 2
• Strony: 20--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Marcisz J.

autor

Mazur A.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• 1. Raudensky M., Horsky J.: Secondary cooling in continuous casting and Leidenfrost temperatur effects. Ironmaking and Steelmaking, t. 32, 2005, nr 2, s. 159-164.
• 2. Horsky J., Raudensky M., Sarler B.: Secondary cooling in continuous casting, 4th European Continuous Casting Conference, Vol. 2, Birmingham, October 2002, s. 830-839.
• 3. Bamberger M., Prinz B.: Determination of heat transfer coefficients during water cooling of metals. Materials Science and Technology, April 1986, t. 2, s. 410-415.
• 4. Fujimoto H., Hatta N., Asakawa H., Hashimoto T.: Predictable modelling of heat transfer coefficient between spraying water and a hot surface above the Leidenfrost temperature. ISIJ Int., 1997, t. 37, nr 5, s. 492-497.
• 5. Hauksson A.T., Fraser D., Prodanovic V., Samarasekera I.: Experimental study of boiling heat transfer during subcooled water jet impingement on flat steel surface. Ironmaking and Steelmaking, 2004, t. 31, nr 1, s. 51-56.
• 6. Li D., Wells M.A.: Effect of water flow rate, water temperature, nozzle size and nozzle stand-off distance on the boiling water heat transfer of AISI 316 stainless steel plate. Canadian Metallurgical Quarterly, 2005, t. 44, nr 1, s. 59-70.
• 7. Wendelstorf J., Spitzer K.-H., Wendelstorf R.: Spray water cooling heat transfer at high temperatures and liquid mass fluxes. International Journal of Heat and Mass Transfer 51 (2008) 4902-4910.
• 8. Puschraann F., Specht E.: Transient measurement of heat transfer in metal quenching with atomized sprays. Experimental Thermal and Fluid Science 28 (2004) 607-615.
• 9. Wendelstorf R., Spitzer K.-H., Wendelstorf J.: Effect of oxide layers on spray water cooling heat transfer at high surface temperatures. International Journal of Heat and Mass Transfer 51 (2008) 4892-4901.
• 10. Garbarz B., Żak A., Marcisz J., Ochab K., Rachwalski M.: Możliwości modyfikacji mikrostruktury przypowierzchniowej warstwy stalowych wlewków ciągłych. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, t. 71, 2004, nr 5, s. 198-204.
• 11. Garbarz B., Żak A., Marcisz J., Ochab K., Rachwalski M.: Modyfikacja struktury warstwy przypowierzchniowej wlewków ciągłych ze stali perytektycznych w celu zmniejszenia skłonności do powstawania pęknięć powierzchniowych. Materiały III Międzynarodowej Konferencji Ciągłe Odlewanie Stali, Postęp w ciągłym odlewaniu stali. Praca zbiorowa pod redakcją K. Mamro i J. Wypartowicza, AGH/Mittal Steel Poland/SITPH, Krynica 2006, s. 45-52.
• 12. Marcisz J., Mazur A., Zdonek B., Domarecki M., Kozłowski J., Wilk J., Hoderny B., Paszta J., Kuc K.: Fizyczna i numeryczna symulacja natryskowego chłodzenia wlewków ciągłych. Materiały IV Międzynarodowej Konferencji Ciągłe Odlewanie Stali. AGH/Mittal Steel Poland/SITPH, Krynica 2008, s. 91-99.
• 13. Marcisz J., Mazur A., Zdonek B., Żak A., Wittchen W.: Opracowanie podstaw technologii chłodzenia natryskowego w celu ograniczenia pęknięć powierzchniowych na wlewkach COS, Prace Instytutu Metalurgii Żelaza, nr 2,2008, s. 53-55.
• 14. Żak A., Marcisz J., Garbarz B.: Sprawozdanie z pracy badawczej IMŻ Nr PC 0100/14/BW/2005, pt.: Opracowanie doświadczalnego procesu chłodzenia natryskowego modyfikującego strukturę przypowierzchniowej warstwy wlewków ciągłych w linii COS, listopad 2005 - praca niepublikowana.
• 15. Marcisz J„ Mazur A., Zdonek B., Burian W., Wittchen W.: Sprawozdanie z pracy badawczej IMŻ Nr S0 0669/BW/2008 pt.: Opracowanie półprzemysłowej technologii chłodzenia natryskowego, w oparciu o symulacje laboratoryjne i próby przemysłowe w celu ograniczenia pęknięć powierzchniowych na wlewkach COS. wrzesień 2008 - praca niepublikowana