Modele wielofazowe procesu iniekcji argonu do kąpieli metalowej podczas obróbki stali na stanowisku pieca kadziowego

• Autorzy: Warzecha M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.11.8

Warianty tytułu

EN

Multi-phase flow numerical models of argon injection to the melt during secondary metallurgy at the ladle furnace (LF) station

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawione zostały wyniki symulacji numerycznych przedmuchiwania ciekłej stali argonem podczas obróbki ciekłej stali na stanowisku pieca kadziowego (PK). Symulacje przeprowadzono przy użyciu kodu komercyjnego ANSYS Fluent. Analizę złożonego zagadnienia, jakim jest przepływ dwufazowy dla płynów o znacznej różnicy gęstości (gaz−ciecz), przeprowadzono z wykorzystaniem trzech dostępnych w kodzie ANSYS Fluent modeli: Discrete Phase Model (DPM), Volume of Fluid (VOF) oraz Euler-Euler. W przypadku modelu DPM argon traktowany jest jako faza dyskretna, a równania ruchu opisane są w ujęciu Lagrange’a. Wyniki symulacji numerycznych uzyskanych z wykorzystaniem modeli DPM oraz VOF wykazują podobieństwo w analizowanych wielkościach dla przedstawionych chwil czasu. Zupełnie odmienne wyniki uzyskane zostały z wykorzystaniem metody Euler-Euler. Ponadto model Euler-Euler charakteryzowało niestabilne rozwiązanie.

EN

Article presents results of numerical simulation of argon injection to the liquid steel in the ladle furnance. Simulations were performed using ANSYS Fluent commercial code. Analysis of the complex problem of two-phase flow for high density difference liquids (gas-liquid steel) were carried out using three available ANSYS Fluent models: Discrete Phase Model (DPM), Volume of Fluid (VOF) and Euler-Euler. For DPM model, argon is treated as a discrete phase, and the motion equations are described in terms of Lagrange frame. Numerical results obtained using DPM and VOF models show similarity in the analyzed quantities for the presented time periods. Quite different results were obtained using the Euler-Euler method. In addition, results obtained with Euler-Euler model showed unstable solution.

Słowa kluczowe

PL

obróbka pozapiecowa stali; przedmuchiwanie argonem; modelowanie numeryczne; model dwufazowy

EN

secondary steelmaking; argon blowing; numerical modelling; two-phase model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 11
• Strony: 499--502
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Warzecha M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali, al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa

Bibliografia

• [1] ANSYS Fluent User’s Guide.
• [2] Björn Glaser, Marten Görnerup, Du Sichen. 2011. „Thermal modelling of the ladle preheating process”. Steel Research International 82(12): 1425−1434.
• [3] Cao Qing, Pitts April, Nastac Laurentiu. 2016. „Numerical modelling of fluid flow and desulphurisation kinetics in an argon-stirred ladle furnace”. Ironmaking and Steelmaking 44(1): 1−8.
• [4] Du Sichen. 2012. „Modelling related to secondary steel making”. Steel Research International 83(9): 825−841.
• [5] Felice Valerio, Daoud Ismael Lis Alves, Dussoubs Bernard, Jardy Alain, Bellot Jean-Pierre. 2012. „Numerical modelling of inclusion behaviour in a gas-stirred ladle”. ISIJ International 52(7), 1273–1280.
• [6] Gongfa Li, Jia Liu, Guozhang Jiang, Honghai Liu. 2015. „Numerical simulation of temperature field and thermal stress field in the new type of ladle with the nanometer adiabatic material”. Advances in Mechanical Engineering 1: 1−13.
• [7] Haider Asad, Levenspiel Octave. 1989. „Drag Coefficient and Terminal Velocity of Spherical and Nonspherical Particles”. Powder Technology 58: 63−70.
• [8] Raport z realizacji projektu badawczego NCBiR nr PBS2/ A5/32/2013 (niepublikowany).

Uwagi

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