Model Study of Tundish Steel Intermixing and Operational Verification

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.Keywords: physical modelling, flow of fluids, RTD curves 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.

“…Function E(t) and F(t) are the most common RTD functions used to describe the character of steel flow in tundish of CC machine [5,6,[11][12][13][14][15][16][17].…”

Section: Theoretical Basis Of Rtd Curves Definingmentioning

confidence: 99%

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

Pieprzyca

Jowsa

2015

“…The development of the steel continuous casting primarily serves the improvement of the production process by improving the quality of the steel products. [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11] The cooling water flow rate in individual cooling zones of the continuous casting machine, which is correlated with the cast strand casting speed, is one of the most important process parameters. Due to the need to cast new steel grades, it is necessary to develop a strategy for the selection of cooling parameters.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Strategy of Cooling Parameters Selection in the Continuous Casting of Steel

Falkus

Miłkowska-Piszczek

2016

This paper presents a strategy of the cooling parameters selection in the process of continuous steel casting. Industrial tests were performed at a slab casting machine at the Arcelor Mittal Poland Unit in Krakow. The tests covered 55 heats for 7 various steel grades. Based on the existing casting technology a numerical model of the continuous steel casting process was formulated. The numerical calculations were performed for three casting speeds -0.6, 0.8 and 1 m min -1 . An algorithm was presented that allows us to compute the values of the heat transfer coefficients for the secondary cooling zone. The correctness of the cooling parameter strategy was evaluated by inspecting the shell thickness, the length of the liquid core and the strand surface temperature. The ProCAST software package was used to construct the numerical model of continuous casting of steel.

“…Hence, modelling of the process of liquid steel flow in the tundish seems to be fully justified. For this purpose, mathematical and physical modelling methods can be successfully used [6][7][8]. The both research methods are complementary to one another, whereby a number of data are obtained, which describe the phenomena accompanying the flow of liquid steel through the tundish.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Piv Method and Numerical Computation for Prediction of Liquid Steel Flow Structure in Tundish

Cwudziński

2015

This paper presents the results of computer simulations and laboratory experiments carried out to describe the motion of steel flow in the tundish. The facility under investigation is a single-nozzle tundish designed for casting concast slabs. For the validation of the numerical model and verification of the hydrodynamic conditions occurring in the examined tundish furniture variants, obtained from the computer simulations, a physical model of the tundish was employed. State-of-the-art vector flow field analysis measuring systems developed by Lavision were used in the laboratory tests. Computer simulations of liquid steel flow were performed using the commercial program Ansys-Fluent R . In order to obtain a complete hydrodynamic picture in the tundish furniture variants tested, the computer simulations were performed for both isothermal and non-isothermal conditions.Keywords: tundish, steel flow, numerical simulation, PIV method W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej i eksperymentów laboratoryjnych opisujących ruch stali w kadzi pośredniej. Analizowanym obiektem była jedno-wylewowa kadź pośrednia przeznaczona do odlewania wlewków płaskich. Do walidacji modelu numerycznego i weryfikacji warunków hydrodynamicznych występujących w analizowanych wariantach zabudowy kadzi pośredniej zastosowano symulacje komputerowe i fizyczny model kadzi pośredniej. W eksperymentach laboratoryjnych do analizy wektorowego pola przepływu zastosowano system pomiarowy firmy Lavision. Symulacje komputerowe przepływu ciekłej stali wykonano programem Ansys-Fluent R . W celu zyskania pełnego obrazu hydrodynamiki ruchu stali w analizowanym obiekcie symulacje komputerowe wykonano dla warunków izotermicznych i nieizotermicznych.