Application of a population balance model for prediction of behaviour of non - metallic inclusions in the liquid steel

• Autorzy: Cwudziński A. , Jowsa J.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie modelu bilansu populacji dla przewidywania zachowania się wtrąceń niemetalicznych w ciekłej stali

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of computer simulations of steel flow in a one-strand tundish with low dam. The authors employed the CFD (Computational Fluid Dynamics) numerical modeling technique to demonstrate the effect of different variants of boundary and initial conditions on the numerical result of steel flow and behaviour of non-metallic inclusions (NMI). The computer simulations were performed for non-isothermal, steady and non-steady conditions. To predict of behaviour non-metallic inclusions in the liquid steel "mixture" model and "population balance" model were used. As a result of computations, NMI size distribution curve, 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 jednootworowej kadzi pośredniej wyposażonej w niską przegrodę. Autorzy wykorzystali technikę modelowania numerycznego CFD (Computational Fluid Dynamics) dla pokazania wpływu różnych wariantów warunków brzegowych i początkowych na wynik symulacji numerycznej przepływu stali i zachowania się wtrąceń niemetalicznych (WN). Symulacje były wykonane dla warunków nieizotermicznych, stacjonarnych i niestacjonarnych. Do przewidywania zachowania się wtrąceń niemetalicznych w ciekłej stali zastosowano model "mixture" i model "bilansu populacji". W efekcie obliczeń otrzymano krzywe rozkładu wielkości WN, krzywe RTD oraz udziały procentowe poszczególnych stref przepływu (przepływ stagnacyjny, tłokowy i idealnego mieszania).

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; tundish; steel flow; non-metallic inclusions; NMI size distribution curve; RTD curves

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, No. 3
• Strony: 469--429
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Cwudziński A.

autor

Jowsa J.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Materials Processing Technology and Applied Physics, Department of Metals Extraction and Recirculation, Armii Krajowej 19 ave, 42-200 Czestochowa, Poland,

Bibliografia

• Ahn, T.-S., Lee, K.-H., Lee, K.-H., Park, H.-S., 2007, Tundish Shape Design using Numerical Approximate Solution, Numerical Analysis and Applied Mathematics, Int. Conf., ed. T.E. Simos, 41-44.
• Boudjabi, A. F., Bellaouar, A., Lachi, M., Dumortier, C, 2008, 4' Int. Conf. On Applied and Theoretical Mechanics, Cairo, 26-31.
• Cwudziriski, A., Jowsa, J., 2008a, Numerical modeling of influence of gaseous bubble shape factor on steel flow in the tundish with system of argon injection, Computer Method in Materials Science, 8, 16-24.
• Cwudziński, A., Jowsa, J., 2008b, Numerical Analysis of Steel Flow in the Six-strand Tundish with Sublux Controller of turbulence, Archiv. Metali. Mater., 53, 749-760.
• Cwudziński, A., 2010a, Numerical Simulation if Liquid Steel Flow in Wedge-type One-strand Slab Tundish with a Subflux Turbulence Controller and an Argon Injection System, Steel Res. Int., 81, 123-131.
• Cwudziński, A., 2010b, Wpływ urządzeń sterujących przepływem ciekłej stali w kadzi pośredniej na konwekcję natu¬ralną, Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 11, 204-207 (in polish).
• Espino-Zaratc, A., Morales, R. D., Najera-Bastida, A., Macias-Hernandez, M. J., Sandoval-Ramos, A., 2010, Fluid flow and Mechanisms of Momentum Transfer in a Six-Strand Tundish, Metali. Mater. Trans. B, 4IB, 962-975.
• Fluentusers, 2010. 2002-5 Fluent Germany GmbH, Jochcn Schuetze, User Defined Function. Available online at: www.fluentusers.com.
• Jowsa, J., Cwudziński, A., 2010, Influence of Turbulence Mod¬els on Steel Flow Character in the Tundish, Archiv. Metali. Mater., 55, 477-488.
• Kumar, A., Koria, S. C, Mazumdar, D., 2004, An Assessment of Fluid Flow Modelling and Residence Time Distribution Phenomena in Stcelmaking Tundish Systems, ISIJ Int., 44, 1334-1341.
• Liu, S.-x., Yang, X.-m., Du, L., Li, L., Liu, C.-z., 2008, Hydro-dynamic and Mathematical Simulation of Flow Field and Temperature Profile in an Asymmetrical T-typc Single-strand Continuous Casting Tundish, ISIJ Int., 48, 1712-1721.
• Population Balance Module Manual, 2009, Ansys-Fluenf 12.0.
• Sahai, Y., Emi, T., 2008, Tundish Technology for Clean Steel Production, World Scientific Publishing Co., 99-127.
• Staniewski, I., Derda, W., 2005, Application of the CFD Computing Technique to Numerical Modeling of Continuous Casting of Steel, Archiv. Metali. Mater., 50, 843-856.
• Theory Guide, 2009, Ansys-Fluenf 12.0.
• Wang, Y., Wen, G, Tang, P., Zhu, M., Chen, Y„ Song, W., 2007, Mathematical modeling of Fluid Flow, Heat Transfer and Inclusions Transport in a Four Strand Tun¬dish, J. Univ. Sci. Technol. Beijing, 14, 22-26.
• Zhang, L., 2006, Fluid Flow, Heat Transfer and Inclusion Motion in molten Steel Continuous Casting Tundish, 5'h Int. Conf. On CFD in the Process industries CSIRO, Melbourne, 1-11.
• Zhong, L. C, Li, L. Y., Wang, B., Zhang, L., Zhu, L. X., Zhang, Q. F., 2008, Fluid Flow Behaviour in Slab Continuous Casting Tundish with Different Configurations of Gas Bubbling Curtain, Ironmaking Steelmaking, 35, 436-440.