Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza wpływu modyfikacji wylewu osłonowego na hydrodynamikę ciekłej stali w jednowylewowej kadzi pośredniej

Suchan Hanna

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2022

|

Vol. 89, nr 2

19--25

PL

Kadź pośrednia stanowi bardzo ważny element stanowiska COS (Ciągłego Odlewania Stali). Zabudowa jej przestrzeni roboczej, poprzez stosowanie m.in. urządzeń sterujących przepływem (USP), tj. przegrody czy inhibitory turbulencji, pozwala wpływać na hydrodynamikę przepływającej przez nią ciekłej stali. Urządzeniem kierującym przepływem może być również wylew osłonowy. Niniejsza praca ma na celu określenie wpływu nowego wylewu osłonowego wyposażonego w trzy otwory umieszczone w dnie kopuły znajdującej się na końcu wylewu, uwzględniając symetrię ułożenia otworów względem osi wzdłużnej kadzi oraz głębokość zanurzenia wylewu w kąpieli metalowej. W tym celu wykonano analizę zachowania ciekłej stali w kadzi pośredniej biorąc pod uwagę udział poszczególnych rodzajów przepływów oraz określono wpływ zmodyfikowanego wylewu osłonowego na masę wlewka ciągłego o przejściowym składzie chemicznym otrzymanego podczas sekwencyjnego odlewania dwóch różnych gatunków stali. W wyniku zastosowania jednego z zaproponowanych wylewów możliwe jest zmniejszenie udziału strefy stagnacyjnej o ponad 4,5% w stosunku do strefy uzyskanej w wyniku użycia prostego wylewu osłonowego w wariancie bazowym. Dodatkowo zastosowanie wylewów o zmodyfikowanej przestrzeni roboczej powoduje redukcję średnich prędkości ciekłej stali maksymalnie o 0,008 m/s (wyjątkiem jest wariant 3).

EN

Tundish is a very important device at the CSC (Continuous Steel Casting) process. Construction of its workspace, by using flow control devices (FCD), such as dams or turbulent inhibitors, has an impact on liquid steel hydrodynamics. One of the FCD is also a ladle shroud (LS). The purpose of the following article is to determine the impact of new construction of ladle shroud equipped with three outlets located at the bottom of special dome, including symmetry of the outlets arrangement and its immersion depth in the metal bath. For this purpose, analysis of liquid steel behaviour in tundish was carried out. Hydrodynamic conditions and slab masses with mixed chemical composition casted during sequential casting were determined. As a result of use of one of the proposed LS, it is possible to reduce the share of stagnant flow by more than 4,5% compared to this type of flow obtained as a result of using a straight LS in the base variant. Additionally, the use of LS with modified working space reduces the average liquid steel velocity by a maximum of 0,008 m/s (except variant 3).

2

Influence of Multihole Ladle Shroud Construction on the Liquid Steel Flow in the One-strand Tundish during CSC Process

Suchan Hanna, Cwudziński Adam

Archives of Metallurgy and Materials

|

2022

|

Vol. 67, iss. 3

1151--1160

EN

The tundish prevents unsteady flow affecting on the steel cleanness and temperature. The presented article offers a new design of a ladle shroud (LS) with three holes placed in a special dome (separating the steel flow) steeped in a metal bath. Various options of the LS construction were analysed, as well as its positioning in the tundish in relation to its longitudinal axis. The conducted numerical simulations enabled to assess the impact of the designed ladle shroud on the flow of liquid steel through the tundish. The results showed that the best option is to use the LS with two larger holes and one smaller which activates the flow structure and reduces the rate of the liquid steel velocity in the tundish, limiting the flow turbulence.

3

Numerical Analysis of the Influence of the Modification of the Ladle Shroud on Fluid Flow Behavior in a One-strand Tundish during Continuous Steel Casting

Suchan Hanna, Cwudziński Adam

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2021

|

Vol. 5, no. 4

75--83

EN

A tundish is a device from which liquid steel is pour into a mold. Therefore tundish hydrodynamic conditions have a significant impact on solidification during continuous steel casting (CSC) process. Modification of ladle shroud workspace, allows for the modification of liquid steel movement in the tundish. In the following work, numerical simulations were performed which allowed the impact of the modification of the ladle shroud workspace on the liquid steel flow structure in a one-strand tundish to be determined. In order to assess the impact of the modification of the ladle shroud on the behavior of the liquid steel in the tundish, simulations were performed, on the basis of which the percentage share of stagnant, ideal mixing and plug flow zones were determined. In addition, the mixing parameters were determined, allowing the estimation of casting duration during sequential casting. The flow fields of liquid steel for each modification of the ladle shroud were performed. The average velocity of liquid steel flowing through the tundish, the Reynolds number and turbulent intensity were also described. The obtained results showed, among others, that the application of three cylinders with a diameter of 0.041 m into the ladle shroud with a diameter of 0.11 m increases the share of active flow in the tundish in relation to the tundish with Conventional Ladle Shroud. At the same time, applying a ladle shroud with a diameter of 0.11 m during casting is the most favorable in relation to the hydrodynamics of the tundish.

4

Wpływ modyfikacji wylewu osłonowego na przepływ ciekłej stali w dwuwylewowej kadzi pośredniej

Suchan Hanna, Cwudziński Adam

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2021

|

Vol. 88, nr 3-4

2--9

PL

Kadź pośrednia jest jednym z urządzeń, przez które przepływa ciekła stal podczas procesu ciągłego odlewania i które pełni ważną rolę w kontroli zachowania się kąpieli metalowej. Przeprowadzone symulacje komputerowe miały na celu analizę wpływu modyfikacji wylewu osłonowego na hydrodynamikę ciekłej stali przepływającej przez dwuwylewową kadź pośrednią. Głównym parametrem, na który zwrócono uwagę w badaniach była prędkość przepływu ciekłej stali kształtująca się w przestrzeni roboczej wylewu osłonowego oraz w objętości kadzi pośredniej. Określono również wpływ turbulencji na procentowy objętościowy udział poszczególnych przepływów oraz na stopień mieszania kąpieli metalowej.

EN

Tundish is the one of the equipment of the continuous casting process, during the liquid steel flows through it, and it plays an important role of control metal bath behavior. Aim of the conducted computer simulations was to analyze influence of the modification of the ladle shroud on liquid steel hydrodynamics flowing through the two-strand tundish. The main parameter noted in the article was velocities in the working space of ladle shroud and in the volume of the tundish. The influence of the turbulence on the percentage volume of the individual flows and the mixing degree of the metal bath was also determined.

5

Influence of Modern Ladle Shroud on Hydrodynamic Structure in One Strand Slab Tundish

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 1

27--37

EN

In the presented work, the numerical simulations results of the liquid steel flow in the one strand tundish were shown. Influence of the modification and immersion depth in the liquid steel of the ladle shroud and subflux turbulence controller on hydrodynamic structure of the liquid steel movement in the working space of tundish were examined. The ladle shroud shape modification consisted on the decompression and compression of the main supplying stream of the tundish. The mathematical model used in the numerical simulations through physical modeling and industrial trials were validated. The numerical simulation results (using four variants of the modified ladle shroud immersion depth in the liquid steel) in the isothermal conditions using laboratory experiments on the water model were verified. Whereas, the numerical simulation results (using one of the tundish research variant) for non-isothermal were compared with the results from the industrial measurements. Three turbulence models: Realizable k-ε, RNG k-ε and SST k-ω were used in the computer calculations (performed via the Ansys-Fluent computer program). In order to obtain the actual view of the liquid steel flow hydrodynamic structure in the examined tundish for the two mathematical models using different turbulence models, which were most similar to the laboratory experiments and industrial measurements, the numerical simulations were performed in the non-isothermal conditions. The application in the computer calculations of the SST k-ω turbulence model caused the smallest differences between the numerical simulations, laboratory experiments and industrial measurements. Performed tests showed that ladle shroud can be used as a flow control device and the modified ladle shroud immersion at a depth of 0.1 m in the liquid steel caused the shortest range of the transition zone among the tested cases.

6

Influence of ladle shroud and change in its position on liquid steel flow hydrodynamic structure in six-strand tundish

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 44, no. 1

7--16

EN

This paper presents the numerical simulation results of the liquid steel flow in a six-strand tundish used for casting billets. The influence of using a ladle shroud, changing its immersion depth in liquid steel on the transition zone, and shaping the liquid steel volume flow were tested. Three positions of the ladle shroud immersion depth in liquid steel were checked. The computer calculation results have shown that the use and position change of the ladle shroud locally influences the shape of the liquid steel hydrodynamic structure in the tundish. The numerical simulations were carried out using the Ansys-Fluent computer program.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych przepływu ciekłej stali w sześciowylewowej kadzi pośredniej przeznaczonej do odlewania wlewków kwadratowych. Testowano wpływ zastosowania wylewu osłonowego i zmiany jego głębokości zanurzenia w ciekłej stali na zakres strefy przejściowej i kształtowanie udziałów przepływu ciekłej stali. Sprawdzono trzy głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali. Rezultaty obliczeń komputerowych wykazały, iż zastosowanie i zmiana położenia wylewu osłonowego wpływa lokalnie na kształt struktury hydrodynamicznej przepływu ciekłej stali w kadzi pośredniej. Symulacje numeryczne zrealizowano z wykorzystaniem programu komputerowego Ansys-Fluent.

7

Wpływ zastosowania otworów bocznych w wylewie osłonowym i warunków cieplnych na przepływ ciekłej stali w sześciowylewowej kadzi pośredniej

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 10

334--340

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych ruchu ciekłej stali w sześciowylewowej kadzi pośredniej stosowanej w procesie ciągłego odlewania wlewków kwadratowych. Wykonano analizę porównawczą dotyczącą przepływu ciekłej stali w warunkach izotermicznych i nieizotermicznych. Sprawdzono wpływ zastosowania otworów bocznych na strukturę hydrodynamiczną przepływu ciekłej stali w kadzi pośredniej. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ modyfikacji wylewu osłonowego na zachowanie się głównego strumienia zasilającego kadź pośrednią. Zaprezentowano pola przepływu i kinetycznej energii turbulencji ciekłej stali w strefie oddziaływania strumienia zasilającego kadź pośrednią. Analizowano pola ruchu ciekłej stali w strefie poszczególnych wylewów dozatorowych. Otrzymane wyniki badań pozwoliły na oszacowanie udziałów przepływu aktywnego i stagnacyjnego w objętości roboczej rozważanego obiektu. Sprawdzono, czy na strukturę hydrodynamiczną przepływu ciekłej stali w kadzi pośredniej wpływa konwekcja naturalna, stosując konwencjonalny i zmodyfikowany wylew osłonowy. Wykonano symulację zachowania się wtrąceń niemetalicznych w objętości roboczej kadzi pośredniej. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że modyfikacja wylewu osłonowego wpływa lokalnie na kształt struktury hydrodynamicznej ruchu ciekłej stali w objętości roboczej kadzi pośredniej i intensyfikuje proces rafinacji ciekłej stali z wtrąceń niemetalicznych.

EN

The paper presents the numerical simulation results of liquid steel move in the six-strand tundish for continuous billet casting process. The comparative analysis of the liquid steel flow under isothermal and non-isothermal conditions were performed. The influence of side holes on the liquid steel flow hydrodynamic structure in the tundish was checked. A special attention has been paid to the influence of ladle shroud modification on the behavior of the main supplying stream of tundish. The fields of flow and turbulent kinetic energy of liquid steel in the zone of main supplying stream influencing were presented. Fields of liquid steel move in the individual zones of the single piece well nozzles were analyzed. Received research results allowed to estimate the active and stagnant flow in the considered object working volume. The influence of natural convection on the liquid steel flow hydrodynamic structure in the tundish using a conventional and modified ladle shroud was checked. Based on the obtained research results, it was found that the ladle shroud modification influences locally the shape of the liquid steel move hydrodynamic structure in the tundish working volume and intensifies the refining process of liquid steel from non-metallic inclusions.

8

Wpływ wylewu osłonowego kadzi stalowniczej i zmiany jego położenia na proces flotacji wtrąceń niemetalicznych z ciekłej stali w sześcio-wylewowej kadzi pośredniej

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 5

161--166

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych przepływu ciekłej stali w sześcio-wylewowej kadzi pośredniej przeznaczonej do ciągłego odlewania wlewków kwadratowych. Zbadano wpływ zastosowania i zmiany głębokości zanurzenia w ciekłej stali wylewu osłonowego kadzi stalowniczej. Autorzy zaproponowali trzy warianty głębokości zanurzenia wylewu osłonowego. Bazowym wariantem badawczym była kadź pośrednia zasilana z kadzi stalowniczej niewyposażonej w wylew osłonowy. W ramach badań wykonano analizę struktury hydrodynamicznej przepływu ciekłej stali w strefie oddziaływania strumienia zasilającego. Ponadto, sprawdzono zdolność rafinacyjną wtrąceń niemetalicznych badanej kadzi pośredniej i wykonano analizę dystrybucji wtrąceń niemetalicznych pomiędzy poszczególnymi krystalizatorami. Wyniki obliczeń wykazały, iż zastosowanie i zmiana położenia wylewu osłonowego kadzi stalowniczej w procesie ciągłego odlewania stali wpływa na kierunki przepływu ciekłej stali w strefie oddziaływania strumienia zasilającego i na proces flotacji wtrąceń niemetalicznych do fazy żużla.

EN

The paper presents outcomes of the liquid steel flow numerical simulation in the six-strand tundish for continuous billet casting. Influence of use and change the ladle shroud immersion depth in liquid steel was examined. The authors proposed three cases of the ladle shroud immersion depths. The base research variant was tundish which was feeded by steel ladle without ladle shroud. The analysis of the liquid steel flow hydrodynamic structure was performed in the zone of main supplying stream influencing for all of the considered variants. Furthermore, ability of non-metallic inclusions refining in the considered tundish was checked and the analysis of the non-metallic inclusions distribution between the individual molds was performed. The calculation results showed that the use and location change of the ladle shroud in the continuous steel casting process affected the direction of liquid steel flow in the zone of the influence of main supplying stream and on the process of non-metallic inclusions floatation into slag.

9

Influence of immersion depth of ladle shroud in liquid steel on range of transition zone for one-strand tundish during continuous casting of steel

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 43, no. 2

81--88

EN

This article presents the results of a computer simulation of the flow of liquid steel through a one-strand tundish. In this paper, we examine four immersion depths of a ladle shroud in liquid steel. The simulation was performed for a sequence of slab castings. The effect of the calculations were residence time distribution curves (RTD), type (F). Based on the distribution curves, the range of the transition zone for the different variants of the immersion depth of a ladle shroud were estimated. Based on the results of numerical calculations, it was found that increasing the immersion depth of the ladle shroud in liquid steel influences the range of the transition zone. For numerical simulations of the flow of liquid steel, the Ansys-Fluent program was used.

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji komputerowej przepływu ciekłej stali przez jednowylewową kadź pośrednią. W pracy rozpatrzono cztery głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali. Symulację wykonano dla sekwencji odlewania wlewków płaskich. Efektem obliczeń było uzyskanie krzywych czasu przebywania RTD (Residence Time Distributions) typu (F). Na podstawie rozkładu krzywych oszacowano zakres strefy przejściowej dla poszczególnych wariantów głębokości zanurzenia wylewu osłonowego. Na podstawie wyników obliczeń numerycznych stwierdzono, że wzrost głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali wpływa na zakres strefy przejściowej. Do symulacji numerycznej przepływu ciekłej stali zastosowano program Ansys-Fluent.

10

Wpływ głębokości zanurzenia wylewu osłonowego i typu przegrody w kadzi pośredniej na strukturę przepływu ciekłej stali podczas ciągłego odlewania stali

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 9

411--414

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych przepływu ciekłej stali przez jednowylewową kadź pośrednią. W badaniach testowano dwa rozwiązania zabudowy przestrzeni roboczej kadzi pośredniej, stosując dwie przegrody oraz różne warianty głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali. Wynikami badań było porównanie i ocena udziałów procentowych przepływu tłokowego, stagnacyjnego i idealnego mieszania w poszczególnych wariantach. W rezultacie wykonanych obliczeń uzyskano krzywe RTD (Residence Time Distributions) typu E. W ramach badań utworzono obraz przepływu ciekłej stali dla wariantów z wysoką przegrodą. Uzyskane wyniki obliczeń numerycznych świadczą o wpływie głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali oraz zmiany konstrukcji przestrzeni roboczej kadzi pośredniej na strukturę przepływu ciekłej stali przez kadź pośrednią. Symulacje numeryczne zrealizowano w programie komputerowym Ansys-Fluent.

EN

The article presents results of numerical simulations of liquid steel flow through one-strand tundish. In the investigations two solutions of arrangements of two dams in the tudnish working volume and various variants of ladle shroud immersion depth in liquid steel were applied. The results of research were comparison and assessment of the percentage share volume of the plug, dead and well mixing flows, for the examined variants. In result of performed calculations the RTD curves (Residence Time Distributions) of E type were obtained. As part of the investigation a pattern of liquid steel flow for variants with high dam was created. Obtained results of numerical calculations testifies the influence of ladle shroud immersion depth in liquid steel and a change of construction of the tundish working volume on flow structure of liquid steel through tundish. Numerical simulations were performed in computer program Ansys-Fluent.

11

Wpływ głębokości zanurzenia wylewu osłonowego i konstrukcji kadzi pośredniej na zakres strefy przejściowej podczas ciągłego odlewania wlewków płaskich

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 5

197--200

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano rezultaty symulacji numerycznych przepływu ciekłej stali przez kadź pośrednią. Autorzy zaproponowali osiem wariantów badawczych. Zastosowano cztery rodzaje głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali i dwa rodzaje zabudowy objętości roboczej kadzi pośredniej. Obliczenia wykonano symulując proces odlewania sekwencyjnego wlewków płaskich. Celem pracy była analiza i porównanie zakresu strefy przejściowej pomiędzy proponowanymi wariantami. Rezultatem badań było uzyskanie krzywych czasu przebywania RTD (Residence Time Distributions) typu (F). Wykonane symulacje wykazały, iż zmiana głębokości zanurzenia wylewu osłonowego w ciekłej stali i konstrukcji kadzi pośredniej wpływają na formowanie się strefy przejściowej podczas odlewania kolejno po sobie gatunków stali o odmiennym składzie chemicznym. Obliczenia wykonano w programie komputerowym Ansys-Fluent.

EN

This article presents the results of numerical simulations of the flow of liquid steel through tundish. Authors proposed eight examined variants. It was applied four kinds of ladle shroud immersion depth in liquid steel and two kinds of building working volume in tundish. Calculations were performed to simulating sequential casting process of slabs casting. The aim of article was analysis and compare transition zone between proposed variants. From performed investigation a residence time distributions curves (RTD) type of (F) were obtained. Performed simulations were showed that change of ladle shroud immersion depth in liquid steel and construction of tundish infuences on forming transition zone during continuous casting one by one different heats with respect to chemical compositions. Calculations were performed in computer program Ansys-Fluent.

12

Modyfikacja konstrukcji wylewu osłonowego kadzi stalowniczej stosowanego w procesie ciągłego odlewania wlewków płaskich

Bartosiewicz M., Cwudziński A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 11

483--488

PL

W artykule zaprezentowano wyniki symulacji komputerowych przepływu ciekłej stali w jednowylewowej kadzi pośredniej. Autorzy zbadali wpływ długości wylewu osłonowego kadzi stalowniczej na rezultaty obliczeń oraz podjęli się modyfikacji konstrukcji wylewu osłonowego, poprzez rozprężanie i sprężanie strumienia ciekłej stali zasilającego kadź pośrednią, przy stopniowej zmianie średnicy otworu wylewowego. Rezultatem symulacji numerycznych były pola przepływu, temperatur i intensywności turbulencji ciekłej stali dla poszczególnych wariantów badawczych. Sprawdzono zakres strefy przejściowej, symulując proces odlewania sekwencyjnego dwóch gatunków stali o odmiennym składzie chemicznym. Dokonano analizy prędkości przepływu ciekłej stali w konwencjonalnym i zmodyfikowanym wylewie osłonowym kadzi stalowniczej. Sprawdzono oddziaływanie konwekcji naturalnej na kształtowanie struktury przepływu ciekłej stali w kadzi pośredniej, stosując konwencjonalny i zmodyfikowany wylew osłonowy kadzi stalowniczej.

EN

The article presents the computer simulations results of liquid steel flow in a one-strand tundish. The authors examined influence ladle shroud length and ladle shroud construction on results of liquid steel stream behaviour in tundish. The results of numerical simulations were obtained in the form of liquid steel flow field, temperature and turbulent intensity for each examined variant. The transition zone was verified by simulating the sequential casting process of two different grades of steel. The flow velocity of the liquid steel was analyzed in a conventional and modified ladle shroud. Influence of natural convection on shape of the liquid steel flow in the tundish was checked using a conventional and modified ladle shroud.