Numerical modeling of influence of gaseous bubble shape factor on steel flow in the tundish with system of argon injection

• Autorzy: Cwudziński A. , Jowsa J.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie numeryczne wpływu współczynnika kształtu pęcherza gazowego na przepływ stali w kadzi pośredniej z systemem iniekcji argonu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of computer simulations of steel flow in a six-strand tundish with subflux controller of turbulence and system of argon injection. The authors employed the CFD (Computational Fluid Dynamics) numerical modeling technique to demonstrate the effect of different variants of gaseous bubble shape (spherical and nonspherical bubbles) on the steel flow in the zone of argon injection and shape of RTD (Residence Time Distribution) curves. The computer simulations were performed for isothermal conditions. As a result of computations, fields of steel flow, fields of turbulence intensity, RTD curves and the percentage shares of particular flow zones (stagnant flow, plug flow, and ideal mixing flow) were obtained.

PL

Artykuł przedstawia wyniki symulacji komputerowej przepływu stali w sześciootworowej kadzi pośredniej wyposażonej w podstrumieniowy regulator turbulencji i system iniekcji argonu. Autorzy wykorzystali technikę modelowania numerycznego CFD (Computational Fluid Dynamics) dla pokazania wpływu różnych wariantów kształtu pęcherza gazowego (pęcherze kuliste i nie kuliste) na ruch stali w strefie wdmuchiwania gazu i kształt krzywych RTD (Residence Time Distribution). Symulacje były wykonane dla warunków izotermicznych. W efekcie obliczeń otrzymano pola przepływu stali, pola intensywności turbulencji, krzywe RTD oraz udziały procentowe poszczególnych stref przepływu (przepływ stagnacyjny, tłokowy i idealnego mieszania).

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; tundish; steel flow; system of argon injection; RTD curves; bubble shape factor

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 8, No. 1
• Strony: 16--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Cwudziński A.

autor

Jowsa J.

• Department of Metals Extraction and Recirculation, Faculty of Materials Processing Technology and Applied Physics,,

Bibliografia

• Anagbo, P.E., Brimacombe, J.K., 1990, Plume Characteristics and Liquid Circulation in Gas Injection through a Porous Plug, Metali. Mater. Trans. B, 21B, 637-648.
• Anioła-Kusiak, A., Lux, A., Mamro, K., Rzeszowski, M., 1981, Metalurgia argonowa stali, Biblioteka Metalurga, Wyd. Śląsk, (in Polish).
• Cwudziński, A., Jowsa, J., 2006, Charakterystyki RTD przepływu stali w kadzi pośredniej z podstrumieniowym regulatorem turbulencji i systemem iniekcji argonu, Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 73, 538-541 (in Polish).
• Guy, M., de Poloni, L, Blostein, P., Devaux, M., 1991, Argon Bubbling in the Tundish Aciers D'allevard, 1st European Conf. on Continuous Casting, 193-202
• Haider, A., Levenspiel, O., 1989, Drag Coefficient and Terminal Velocity of Spherical and Nonspherical Particles, Powder Technology, 58, 63-70.
• Iguchi, M., Nozawa, K., Tomida, H., Morita, Z-L, 1992a, Bubble Characteristics in the Buoyancy Region of a Vertical Bubbling Jet, ISIJ Int., 32, 747-754.
• Iguchi, M., Morita, Z.-L, Tokunaga, H., Tatemichi, H., 1992b, Bubble Expansion Due to Heat Transfer during Gas Injection, 6th Int. Con. on Refining Processes, Lulea, 113-128.
• Iguchi, M., Kawabata, H., Nakajima, K., Morita, Z.-L, 1995, Measurement of Bubble Characteristics in Molten Iron Bath at 1600°C Using Electroresistivity Probe, Metall. Mater. Trans. B, 26B, 67-74.
• Iguchi, M., Nakatani, T., Tokunaga, H., 1997, The Shape of Bubble Rising near the Nozzle Exit in Molten Metal Baths, Metall. Mater. Trans. B, 28B, 417-423.
• Jowsa, J., Merder, T., Bogusławski, A., Mendrek, A., 2005, Charakterystyki mieszania podczas odlewania stali przy użyciu sześciowylewowej kadzi pośredniej, Hutnik -Wiadomości Hutnicze, 72, 377-383 (in Polish).
• Mazumdar, D., Guthrie, R.I.L., 1999, The Physical and Mathematical Modelling of Continuous Casting Tundish Systems, ISIJ Int., 39, 524-547
• Morales, R.D., Ramos-Banderas, A., Sanchez-Perez, R., 2004, Mathematical Simulation and Modeling of Steel Flow with Gas Bubbling in Trough Type Tundish, AISTech Proceedings, Vol. II, 867-877.
• Moravec, R., Valek, L., 2004, Veryfication of Blowing Conditions of Inert Gas in Tundish CCM, Acta Metallurgica Slovaca, Vol. 3, 394-399.
• Moravec, R., Valek, L., Pys, L, 2005, Physical Modeling of Argon Bubbling, 1st Int. Conf. Simulation and Modelling of Metallurgical Processes in Steelmaking, 107-114.
• Pieprzyca, L, Kudliński, Z., Lipiński, L, 2006, Rola przedmuchiwania stali gazami obojętnymi w kadzi pośredniej na podstawie fizycznych badań modelowych, Polska Metalurgia w latach 2002-2006, 191-196 (in Polish).
• Rzeszowski, M., Zieliński, K., Ptasińska, L, Mendak, D., 2003, Wpływ osłony strumienia metalu i budowy kadzi pośredniej na czystość metalurgiczną i jakość wyrobów gotowych, Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 70, 60-65 (in Polish).
• Sahai, Y., Emi, T., 1996, Melt Flow Characterization in Continuous Casting Tundishes, ISIJ Int., 36, 667-672
• Sheng, Y.Y., Irons, G.A., 1995, The Impact of Bubble Dynamics on the Flow in Plumes of Ladle Water Models, Metall. Mater. Trans. B, 26B, 625-635.
• Stolte, G., 2002, Secondary Metallurgy, Verlag Stahleisen GmbH.
• Szekely, J., Themelis, N.J., 1971, Rate Phenomena in Process Metallurgy, John Wiley & Sons, Inc.
• Tatsuoka, T., Kamata, C., Ito, K., 1997, Expansion of Injected Gas Bubble and its Effects on Bath Mixing under Reduced Pressure, ISIJ Int., 37, 557-561.
• Zhou, M., Brimacombe, J.K., 1994, Critical Fluid Flow Phenomena in a Gas-Stirred Ladle, Metall. Mater. Trans. B, 256,681-693.
• Yokoya, S., Takagi, S., Iguchi, M., Marukawa, K., Hara, S., 2000, Formation of Fine Bubble through Swirling Motion of Liquid Metal in the Metallurgical Container, ISIJ Int., 40, 572-577.