Numerical Prediction of Hydrodynamic Conditions in one Strand Tundish. Influence of Thermal Conditions and Casting Speed

• Autorzy: Cwudziński A.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0214

Warianty tytułu

PL

Numeryczna prognoza warunków hydrodynamicznych w jednożyłowej kadzi pośredniej. Wpływ warunków cieplnych i prędkości odlewania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper reports the results of computer simulations of the flow of liquid steel in a single-nozzle tundish, which describe the flow hydrodynamics, depending on the thermal conditions and casting speed. In this paper, five casting speeds, namely 0.3, 0.6, 0.9, 1.2 and 1.5 m/min., have been examined. In view of the fact that tundishes are being equipped with various flow control devices and the process of creating specific hydrodynamic conditions is influenced also by the temperature gradient, computer simulations of liquid steel flow under isothermal and non-isothermal conditions were performed. Computer simulations of liquid steel flow were performed using the commercial program Ansys-Fluent ®. In order to explain the phenomena occurring in the tundish working space, the buoyancy number (Bu) has been calculated. The next research step in the analysis of the flow pattern forming in different casting conditions was to record the E and F-type RTD characteristics and to describe the pattern of flow.

PL

Praca przedstawia wyniki symulacji komputerowej opisujacej wpływ warunków cieplnych i predkosci odlewania na przepływ ciekłej stali w jedno-wylewowej kadzi posredniej. W pracy testowano piec predkosci odlewania: 0,3; 0,6; 0,9; 1,2 i 1,5 m/min. Ze wzgledu na gradient temperatury powstajacy w objetosci ciekłej stali i stosowanie w kadziach posrednich urzadzen sterujacych przepływem, symulacje komputerowa przepływu ciekłej stali wykonano dla warunków izotermicznych i nieizotermicznych. Symulacje komputerowa przepływu ciekłej stali wykonano za pomoca programu Ansys-Fluent ®. Dla wyjasnienia zjawisk wystepujacych w przestrzeni roboczej kadzi posredniej obliczono liczbe wyporu (Bu). Do analizy struktury hydrodynamicznej przepływu ciekłej stali w róznych warunkach odlewania zarejestrowano krzywe czasu przebywania typu E i F.

Słowa kluczowe

EN

tundish; steel flow; numerical modelling; thermal conditions; casting speed

PL

kadź pośrednia; przepływ stali; modelowanie numeryczne; warunki termiczne; prędkość odlewania

• 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: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1249--1256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Cwudziński A.

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

Bibliografia

• [1] I. Staniewski, W. Derda, Archiv. of Metall. and Mater. 50, 843-856 (2005).
• [2] T. Telejko, Z. Malinowski, M. Rywotycki, Archiv. of Metall. and Mater. 54, 837-844 (2009).
• [3] H. Kania, J. Gawor, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 339-345 (2012).
• [4] A. Sorek, Z. Kudliński, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 371-377 (2012).
• [5] A. Burbelko, J. Falkus, W. Wypartowicz, K. Sołek, P. Drożdż, M. Wróbel, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 379-384 (2012).
• [6] M. Rywotycki, K. Miłkowska-Piszczek, L. Trębacz, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 385-393 (2012).
• [7] A. Cwudziński, Ironmaking Steelmaking 37, 169-180 (2010).[8] L. Bulkowski, U. Galisz, H. Kania, Z. Kudliński, J. Pieprzyca, J. Barański, Archiv. of Metall. and Mater. 57, 363-369 (2012).
• [9] A. Cwudziński, J. Jowsa, Archiv. of Metall. and Mater. 53, 749-761, (2008).
• [10] X.-M. Yang, S.-X. Liu, J.-S. Jiao, M. Zhang, J.-P. Duan, L. Li and C.-Z. Liu, Steel Res. 83, 269-287 (2012).
• [11] V. Singh, S. K. Ajmani, A. R. Pal, S. K. Sing, M. B. Denys, Ironmaking Steelmaking 39, 171-179 (2012).
• [12] K. Chattopadhyay, M. Isa, R. I. L. Guthrie, Ironmaking Steelmaking 39, 454-462.
• [13] S. Sarkar, R. Sambasivam, S. K. Ajmani, M. B. Denys, Ironmaking Steelmaking 39, 540-54, (2012).
• [14] J. Palafox-Ramos, J. De J. Barreto, S. López-Ramirez, R .D. Morales, Ironmaking Steelmaking 28, 101-109.
• [15] T.Merder, Metalurgija 52, 161-164 (2013).
• [16] S. Chakraborty, Y. Sahai, Metall. Mater. Trans. B, 23B, 153-167 (1992).
• [17] R. D. Morales, S. Lopez-Ramirez , J. Palafox-Ramos, D. Zacharias, ISIJ Int. 39, 455-462, (1999).
• [18] Y. Miki, B. G. Thomas, Metall. Mater. Trans. B, 30B, 639-654, (1999).
• [19] M. A. Barron-Meza, J. De J. Barreto-Sandoval and R. D. Morales, Metall. Mater. Trans. B, 31B, 63-74, (2000).
• [20] S. Lopez-Ramirez , J. De J. Barreto, J. Palafox-Ramos, R. D. Morales, D. Zacharias, Metall. Mater. Trans. B 32B, 615-62 (2001).
• [21] R. D. Morales, S. Lopez-Ramirez, J. Palafox-Ramos, D. Zacharias, Ironmaking Steelmaking 28, 33-43 (2001).
• [22] R. K. Singh, A. Paul, A. K. Ray, Scand. J. Metall. 32, 137-146 (2003).
• [23] S. Lopez-Ramirez, J. De J. Barreto, P. Vite-Martinez, J. A. Romero Serrano and C. Duran-Valencia, Metall. Mater. Trans. B, 35B, 957-966 (2004).
• [24] L. Zhang, Steel Res. 76, 784-796 (2005).[25] O. J. Ilegbusi, M. Iguchi, W. Wahnsiedler, Mathematical and physical modeling of materials processing operations, Boca Raton, Chapman & Hall/CRC 2000.
• [26] Y. Sahai, T. Emi, Tundish technology for clean steel production, Singapore, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd 2008.