Chemical Homogenization Of Liquid Steel Flowed Through Continuous Casting Slab Tundish During Alloying Process

• Autorzy: Cwudziński A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0174

Warianty tytułu

PL

Homogenizacja chemiczna ciekłej stali przepływającej przez kadź pośrednią podczas procesu wprowadzania dodatku stopowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of research on the behaviour of an alloy addition in steel flowing through the tundish used for casting slabs. The device under examination is a wedge-shaped single-nozzle tundish of a capacity of 30 Mg. Due to the complexity of alloy addition dissolution and dispersion in metallurgical processes, a decision was made to use the Species Model available within the Ansys-Fluent® program. For describing the turbulence, the Realizable k-ɛ model was chosen. By defining the heat losses on respective planes making up the virtual model, the non-isothermal conditions existing during the flow of liquid steel through the tundish were considered. From the performed numerical simulations, the fields of steel flow and steel temperature and alloy addition concentration in the tundish working space were obtained. In order to accurately illustrate the process of chemical homogenization in the tundish working space, mixing curves were recorded. Based on the obtained results (mixing curves), the mixing time needed for achieving the 95% level of chemical homogenization was calculated.

PL

Praca przedstawia wyniki badań zachowania się dodatku stopowego w stali przepływającej przez kadź pośrednią stosowaną do odlewania wlewków płaskich. Rozpatrywanym obiektem jest jedno-wylewowa kadź pośrednia o kształcie klina i pojemności nominalnej 30 Mg. Do opisu zachowania się dodatku stopowego w ciekłej stali zastosowano model ”Species” dostępny w programie Ansys-Fluent®. Do opisu turbulencji zastosowano model Realizable k-ɛ. Poprzez zdefiniowanie strumieni cieplnych na poszczególnych płaszczyznach wirtualnego modelu otrzymano przepływ ciekłej stali przez kadź pośrednią w warunkach nieizotermicznych. Na podstawie wykonanych symulacji numerycznych otrzymano pola przepływu i temperatury ciekłej stali oraz rozkładu stężenia dodatku stopowego. W trakcie symulacji numerycznej zarejestrowano również krzywe mieszania. Na podstawie krzywych mieszania wyznaczono czas mieszania wymagany do osiągnięcia 95% poziomu homogenizacji chemicznej.

Słowa kluczowe

EN

tundish; steel flow; numerical modelling; chemical homogenization; alloy addition

PL

kadź pośrednia; przepływ stali; modelowanie numeryczne; homogenizacja chemiczna; dodatek stopowy

• 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: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 2A
• Strony: 561--565
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Cwudziński A.

• Department of Metals Extraction and Recirculation, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Czestochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] W. Derda, J. Wiedermann, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 303-310 (2012).
• [2] A. Sorek, Z. Kudliński, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 371-377 (2012).
• [3] A. Burbelko, J. Falkus, W. Kapturkiewicz, K. Sołek, P. Drożdż, M. Wróbel, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 379-384 (2012).
• [4] M. Rywotycki, K. Miłkowska-Piszczek, L. Trębacz, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 385-393 (2012).
• [5] D. Mazumdar, R.I.L. Guthrie, ISIJ Int. 35, 1-20 (1995).
• [6] M. Chen, N. Wang, Y. Yao, J. Geng, K. Xiong, Steel Res. Int. 78, 468-472 (2007).
• [7] B. Zdonek, I. Szypuła, J. Kozłowski, S. Szczęch, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 347-353 (2012).
• [8] B. Kalandyk, W. Wojtal, Archiv. of Metall. and Mater. 58, 779-783 (2013).
• [9] J. Falkus, J. Lamut, Archiv. of Metall. and Mater. 50, 709-718 (2005).
• [10] A. Cwudziński, J. Jowsa, Archiv. of Metall. and Mater. 53, 749-761 (2008).
• [11] A. Cwudziński, Ironmaking Steelmaking 37, 169-180 (2010).
• [12] T. Merder, J. Pieprzyca, Steel Res. Int. 83, 1029-1038 (2012).
• [13] T.-H. Shih, W.W. Liou, A. Shabbir, Z. Yang, J. Zhu, Comput. Fluid 24, 227-238 (1995).
• [14] R.I.L. Guthrie, Engineering in Process Metallurgy, Clarendon Press Oxford 1992.
• [15] T. Iida, R.I.L. Guthrie, The physical properties of liquid metals, Clarendon Press Oxford 1993.
• [16] A. Cwudziński, J. Jowsa, SCANMET 2012, Proceedings of 4th International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, June 10-13, Lulea, Sweden, 417-426 (2012).
• [17] A. Cwudziński, J. Jowsa, ICS 2012, Proceedings of 5th International Congress on the Science and Technology of Steelmaking, October 1-3, Dresden, Germany, 1-6 (2012).
• [18] A. Cwudziński, CSSCR 2013, Proceedings of 3rd International Symposium on Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification, Casting and Refining, May 20-23, Helsinki, Finland and Stockholm, Sweden, 70 (2013).
• [19] J. Falkus, Archiv. of Metall. and Mater. 41, 441-454 (1996).
• [20] B.G. Thomas, Continuous Casting 10, 115-127 (2003).
• [21] M.J. Cho, I.C. Kim, ISIJ Int. 46, 1416-1420 (2006).

Uwagi

EN

This scientific work has been financed from the resources of National Science Centre in the years 2011-2014 as Research Project No. N508622740.

PL

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