Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania wpływu konstrukcji wirnika urządzenia do rafinacji okresowej aluminium na hydrodynamikę procesu

Saternus M., Szudy R., Róg M., Pieprzyca J., Merder T.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 4

9--15

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych z wykorzystaniem modelu fizycznego reaktora do rafinacji okresowej aluminium metodą barbotażu. Skupiono się głównie na konstrukcji wirnika doprowadzającego gaz rafinujący do ciekłego metalu. Zaprojektowano dwa różne rodzaje wirników, które następnie zostały wydrukowane przy użyciu drukarki 3D. Konstrukcja wirnika oraz dobór odpowiednich parametrów procesowych, mają duży wpływ na pożądany, równomierny poziom dyspersji pęcherzyków gazowych w metalu. Badania przeprowadzono dla natężenia przepływu gazu od 10 do 30 dm3/min oraz prędkości obrotowej rotora od 240 do 400 obr./min. Na podstawie wyników testów wyznaczono krzywe RTD, umożliwiające określenie minimalnego czasu mieszania znacznika w cieczy modelowej dla obu testowanych wirników. Przeprowadzono również badania wizualizacji stopnia dyspersji pęcherzyków gazowych w objętości reaktora.

EN

Results of research conducted with the use of physical model of reactor applied for batch aluminium refining process by barbotage method were presented and discussed. The main focus was put on the construction of rotary impeller, which introduces the refining gas into the liquid metal. Two different rotary impellers were designed, which consequently were printed using 3D printer. The impeller construction and the choice of appropriate processing parameters influence greatly on the desirable uniform level of gas dispersion in the metal. The research was carried out for the flow rate of refining gas from 10 to 30 dm3/min and the rotary impeller speed from 240 to 400 rpm. Basing on the tests results the RTD curves were deter¬mined, which give the possibility to estimate the minimal time of mixing the tracer in the modelling liquid for both types of impellers. Additionally the research of visualization of the gas bubbles dispersion in the reactor volume was also conducted.

2

Wpływ wyboru punktu wprowadzania znacznika do modelu fizycznego kadzi stalowniczej na otrzymywane wyniki badań

Marcinek K., Pieprzyca J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 2

51--55

PL

Badania z wykorzystaniem modeli fizycznych reaktorów metalurgicznych stanowią jedną z metod rozwiązywania problemów technologicznych występujących w trakcie wytapiania i odlewania stali. Najczęściej dotyczą one zjawisk hydrodynamicznych występujących w ciekłej stali, żużlu lub na granicy podziału faz stal-żużel. W eksperymentach, celem identyfikacji badanych zjawisk, stosowane są różnego rodzaju znaczniki. Właściwy dobór znacznika, zarówno z punktu widzenia jego własności fizyko-chemicznych, jak i miejsca wprowadzenia do modelu reaktora metalurgicznego ma istotny wpływ na jakość uzyskiwanych wyników. W artykule przedstawiono rezultaty badań wpływu miejsca wprowadzania znacznika na wyniki modelowania z zastosowaniem modelu wodnego kadzi stalowniczej.

EN

Studies using metallurgical reactors’ physical models are one of the methods of solving technological problems that occur during melting and casting. Most often they involve hydrodynamic phenomena occurring in the liquid steel, slag or on the steel-slag phase boundary. In the experiments various kinds of markers are used to identify the examined phenomena. Proper selection of the marker, both from the point of view of it’s physical and chemical properties as well as point of entry into the metallurgical reactor model has a significant impact on result’s quality. The article presents the impact of markers point of entry on the results of modeling in the steel ladle water model.

3

The Influence of Impeller Geometry on the Gas Bubbles Dispersion in Uro-200 Reactor – RTD Curves

Saternus M., Merder T., Pieprzyca J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2887--2894

EN

URO-200 reactor belongs to batch reactors used in refining process of aluminium and its alloys in polish foundries. The appropriate level of hydrogen removal from liquid aluminium can be obtained when the mixing of inert gas bubbles with liquid metal is uniform. Thus, the important role is played by the following parameters: flow rate of refining gas, geometry of the impeller, rotary impeller speed. The article presents the results of research conducted on physical model of URO-200 reactor. The NaCl tracer was introduced to water (modelling liquid aluminium) and then the conductivity was measured. Basing on the obtained results the Residence Time Distribution (RTD) curves were determined. The measurements were carried out for two different rotary impellers, flow rate equaled 5, 10, 15 and 20 dm3/min and rotary impeller speed from 250 to 400 rpm every 50 rpm.

PL

Reaktor URO-200 jest reaktorem cyklicznym stosowanym powszechnie w Polsce do procesu rafinacji aluminium i jego stopów. Odpowiedni stopień usuwania wodoru z ciekłego aluminium uzyskuje się wówczas, gdy wymieszanie ciekłego metalu z pęcherzykami gazu obojętnego jest równomierne. Ważną rolę odgrywają takie parametry procesowe jak: natężenie przepływu gazu, kształt wirnika oraz prędkość obrotowa rotora. W artykule przedstawiono wyniki badań w oparciu o model fizyczny reaktora URO-200. Mierzono konduktywność roztworu wodnego (modelującego ciekłe aluminium), do którego wprowadzano znacznik NaCl. W oparciu o otrzymane wyniki wykreślono krzywe mieszania RTD (Residence Time Distribution). Pomiary prowadzono dla dwóch różnych wirników przy natężeniu przepływu gazu 5, 10, 15 i 20 dm3/min oraz przy obrotach wirnika 250, 300, 350 i 400 obr/min.

4

Method for Determining the Time Constants Characterizing the Intensity of Steel Mixing in Continuous Casting Tundish

Pieprzyca J., Merder T., Jowsa J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

245--249

EN

A common method used in identification of hydrodynamics phenomena occurring in Continuous Casting (CC) device's tundish is to determine the RTD curves of time. These curves allows to determine the way of the liquid steel flowing and mixing in the tundish. These can be identified either as the result of numerical simulation or by the experiments - as the result of researching the physical models. Special problem is to objectify it while conducting physical research. It is necessary to precisely determine the time constants which characterize researched phenomena basing on the data acquired in the measured change of the concentration of the tracer in model liquid's volume. The mathematical description of determined curves is based on the approximate differential equations formulated in the theory of fluid mechanics. Solving these equations to calculate the time constants requires a special software and it is very time-consuming. To improve the process a method was created to calculate the time constants with use of automation elements. It allows to solve problems using algebraic method, which improves interpretation of the research results of physical modeling.

PL

Powszechnie stosowaną metodą w identyfikacji zjawisk hydrodynamicznych, zachodzących w kadzi pośredniej urządzenia COS, jest wyznaczanie krzywych czasu rezydencji RTD. Krzywe te umożliwiają określenie sposobu przepływu i mieszania się ciekłej stali w kadzi pośredniej. Mogą one być wyznaczane zarówno metodami numerycznymi jak i w sposób eksperymentalny, jako wynik badań na modelach fizycznych. Szczególny problem stanowi ich obiektywizacja w przypadku badań fizykalnych. Konieczne jest wówczas precyzyjne wyznaczenie stałych czasowych charakteryzujących badane zjawiska na podstawie danych uzyskanych z pomiaru zmiany stężenia znacznika w objętości cieczy modelowej. Matematyczny opis wyznaczonych krzywych opiera się na złożonych równaniach różniczkowych, sformułowanych w teorii mechaniki płynów. Rozwiązywanie tych równań, w celu wyznaczenia wspomnianych stałych czasowych, wymaga specjalistycznego oprogramowania oraz jest czasochłonne. Aby usprawnić ten proces opracowano sposób wyznaczania stałych czasowych z wykorzystaniem metody elementów automatyki. Umożliwia ona rozwiązywanie problemu metodami algebraicznymi, co zdecydowanie usprawnia interpretację uzyskiwanych wyników badań modelowania fizycznego.

5

Modelowanie fizyczne procesów hydrodynamicznych w konwertorze tlenowym

Oleksy K., Bogdał A., Pieprzyca J., Janiszewski K., Warzecha M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 12

811--815

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań modelowych zjawisk hydrodynamicznych zachodzących w konwertorze tlenowym podczas procesu świeżenia stali. Do badań wykorzystano wodny model fizyczny konwertora tlenowego, wyposażony w dysze, umożliwiające stosowanie dmuchu kombinowanego. Dysze te umieszczone są w dnie modelu konwertora. Celem badań było określenie wpływu stosowania dmuchu kombinowanego na kinetykę procesu świeżenia.

EN

The article presents the results of model research of hydrodynamic phenomena that occurs in basic oxygen furnace during the process of steel refining. The device used for testing was water physical model of basic oxygen furnace, equipped with nozzles, which allowed for combined blowing. These nozzles were located in the bottom of BOF model. The purpose of the research was to determine the impact of the application of combined blowing on the kinetics of the refining process.

6

Numerical Investigation of the Hydrodynamic Conditions in A Multi-Strand Cc Tundish with Closed Outlets

Merder T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 3

887--892

EN

In industrial conditions there are situations when the CC machine works under emergency. It can be result of mechanical or electrical causes, breakout of billet or problem with supplying new parts of liquid steel to the CC machine. As a consequence one or two outlets of the tundish should be closed. However, closing one of the outlets influences the hydrodynamic and thermal conditions occurring in the tundish. Thus, the important information is which of the outlets should be closed to conduct further continuous casting process correctly. The following research was conducted to analyze the influence of liquid steel flow behaviour in the multi-strand tundish when all outlets do not work. Such problem was solved by means of numerical methods based on Navier-Stokes equations (k–ɛ standard turbulence model). Numerical simulations were done using the educational version of CFD program (Computational Fluid Dynamics) – ANSYSFluent. As a result forecasted velocity fields and RTD curves (Residence Time Distribution) were obtained. RTD characteristics were used to determine kinetics of liquid steel mixing and also to calculate parts of particular flow areas for studied cases.

PL

W warunkach przemysłowych zdarzają się sytuacje, kiedy maszyna COS pracuje w stanie awaryjnym. Wynikać to może z powodu usterek mechanicznych lub elektrycznych, przerwania wlewka ciągłego lub być wywołane dostarczeniem nowej partii ciekłej stali na stanowisko COS. Prowadzi to do zamknięcia jednego lub dwóch wylewów w kadzi pośredniej. Zamknięcie któregokolwiek z wylewów wpływa na warunki hydrodynamiczne i termiczne panujące wewnątrz kadzi. Istotną informacją jest więc to, które z otworów wylewowych powinny być zamknięte, aby proces ciągłego odlewania przebiegał prawidłowo. Niniejsze badania mają na celu analizę wpływu zachowania przepływu ciekłej stali w wielowylewowej kadzi pośredniej, kiedy nie pracują wszystkie otwory wylewowe. Tak postawiony problem rozwiązywano metodami numerycznymi opartymi na równaniach Naviera-Stokesa przy użyciu modelu turbulencji standard k–ɛ. Symulacje numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem edukacyjnej wersji programu CFD (Computational Fluid Dynamics) – ANSYSFluent. W wyniku obliczeń numerycznych otrzymano prognozowane rozkłady pól prędkości i krzywe RTD (Residence Time Distribution). Opracowane charakterystyki RTD posłużyły do określenie kinetyki mieszania stali, oraz wyliczenia udziałów poszczególnych stref przepływu dla rozpatrywanych przypadków.

7

Numerical analysis of steel flow in the six-stand tundish with subflux controller of turbulence

Cwudziński A., Jowsa J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 3

749-760

EN

The article presents the results of computer simulations of steel flow in a six-strand tundish. The tundish was equipped with a subflux controller of turbulence. The authors employed the CFD (Computational Fluid Dynamics) numerical modelling i technique to demonstrate the effect of different variants of the subsflux controller of turbulence on the shape of RTD (Residence Time Distribution) curves. The computer simulations were performed for both isothermal and non-isothermal conditions. Four types of regulators were tested within this work. As a result of computations, RTD curves and the contribution of particular flow zones (stagnant flow, pług flow, and ideał mixing flow) were obtained.

PL

Artykuł przedstawia wyniki symulacji komputerowej przepływu stali w sześciootworowej kadzi pośredniej. Kadź pośrednia została wyposażona w podstrumieniowy regulator turbulencji. Autorzy wykorzystali technikę modelowania numerycznego CFD (Computational Fluid Dynamics) do pokazania wpływu różnych wariantów podstrumieiowego regulatora turbulencji na kształt krzywych RTD (Residence Time Distribution). Symulacje były wykonane dla warunków izotermicznych i nieizotermicznych. W pracy testowano cztery rodzaje regulatorów. W efekcie obliczeń otrzymano krzywe RTD i udziały procentowe poszczególnych stref przepływu (przepływ stagnacyjny, tłokowy i dealnego mieszania).