In the present work a mathematical model for the continuous casting process and its principal phenomena was developed. The model takes into account: heat transfer, fluid flow and mass transfer. The model allows the calculation of temperature, velocity, carbon concentration and turbulence variables profiles; and the variation of the solidified shell thickness along the caster. The new features of the present model are the inclusion of the effects of nozzle port configuration on the fluid flow and the possibility to perform calculations for the entire casting length. The effect of fluid flow and segregation was evaluated and it was shown that the mathematical model should take the fluid flow into account and that segregation has a minor effect in the temperature and fluid flow profiles. The introduction of the effect of segregation in the model indicates that the carbon content is lower near the surface and higher in the center of the strand. The model also showed that the strand becomes completely solid at approximately 13m below the meniscus in the case studied. The fluid flow affects the process in the first 4 to 5 m of the strand, being important only in the first 2 m. Different nozzle port angles were simulated and it was shown that a port with a downward angle leads to lower turbulence at the meniscus level in the mould.
PL
W ramach pracy zbudowany został model matematyczny procesu ciągłego odlewania stali oraz głównych zjawisk zachodzących w tym procesie. Model uwzględnia transport ciepła, przepływ cieczy i transport masy. Pozwala on na obliczanie pól temperatury i prędkości oraz profili rozkładu stężenia węgla i turbulencji, a także zmian grubości warstwy zakrzepniętej wzdłuż krystalizatora. Nową cechą zaprezentowanego modelu jest uwzględnienie wpływu konfiguracji dysz na przepływ cieczy oraz możliwość wykonywania obliczeń dla całej długości krystalizatora. W pracy oszacowano wpływ przepływu cieczy na segregację składu chemicznego i wykazano, że przepływ cieczy powinien być uwzględniany przez model matematyczny COS, a wpływ segregacji na pola temperatury i na przepływ cieczy jest pomijalny. Wprowadzenie segregacji do modelu pokazuje, że stężenie węgla jest mniejsze w pobliżu powierzchni i większe w środku pasma. Model pokazuje również, że w badanym przypadku pasmo krzepnie w całej objętości w odległości około 13 m poniżej powierzchni cieczy. Przepływ cieczy ma wpływ na proces na początkowej długości 4 to 5 m, przy czym ten wpływ jest bardzo istotny tylko na początkowej długości około 2 m. W symulacjach uwzględniono różne możliwe kąty nachylenia dysz i wykazano, że układ ze zmniejszonym nachyleniem prowadzi do mniejszych turbulencji na poziomie menisku w kadzi.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.