Modelling of flow behaviour in a six-strand continuous casting tundish

Modelización del comportamiento del flujo en un artesa de colada continua de seis hileras

La modelización matemática se ha utilizado ampliamente para estudiar los fenómenos de flujo de fluidos que tienen lugar en artesas de colada continua. El artículo presenta un análisis de las propiedades hidrodinámicas de una instalación industrial real: un artesa de colada de seis hilos con una capacidad de 30 Mg de acero líquido. Como resultado de los cálculos numéricos realizados, se obtuvieron las distribuciones espaciales de los vectores de velocidad, los campos de energía cinética de la turbulencia, la temperatura del acero que fluye en la artesa y las características denominadas RTD (Distribución del Tiempo de Residencia). Los cálculos se realizaron con el programa informático comercial FLUENT. La geometría y la malla de puntos nodales se generaron en el programa GAMBIT. Los resultados de la simulación informática se verificaron en la artesa de colada industrial.

INTRODUCCIÓN

Los espacios de trabajo de los artesones contemporáneos se han diversificado y adaptado cada vez mejor a las exigencias del proceso de colada continua. En efecto, dependen de la capacidad de la artesa, del tiempo de colada, de las propiedades físicas del acero colado, del número y sección de los moldes, de su disposición en relación con los demás y de la demanda de metal líquido de cada uno de ellos.

Una artesa de colada también debe proporcionar una reserva de acero líquido a una temperatura determinada, permitiendo así el cambio de las cucharas principales y la realización de coladas sucesivas. Se están realizando esfuerzos en todo el mundo para obtener las formas más favorables del interior de la artesa de colada mediante el uso de diques, sobrellenados y tabiques, que favorecen la flotación de inclusiones no metálicas en la escoria y reducen también la proporción de zonas muertas. Se están llevando a cabo numerosos estudios de modelos con el fin de explicar el efecto de la forma del espacio de trabajo del distribuidor y las condiciones de flujo del acero en los procesos de flotación de las inclusiones.

El objetivo principal de la investigación realizada era presentar las características que describen la zona transitoria en una artesa de colada real, así como en una instalación modelada numéricamente. La curva F que describe la zona transitoria se examinó utilizando un marcador. La modelización numérica permitió también visualizar las características del flujo de acero líquido.

DESCRIPCIÓN DEL DISTRIBUIDOR

El objeto del estudio es un distribuidor de tipo "delta". El distribuidor es simétrico con respecto al plano transversal y tiene seis ramales. La figura 1 muestra la mitad del dispositivo con las dimensiones más importantes indicadas.