Mathematical identification of homogenisation processes in argon stirred ladle

Identificación matemática de los procesos de homogeneización en una caldera con agitación de argón

Los modelos matemáticos procesan los resultados de la investigación experimental obtenidos durante el burbujeo de argón en el gas de la caldera mediante elementos de concentración situados en el fondo de la misma. La descripción teórica exacta de los procesos que tienen lugar durante el burbujeo de argón en el acero sería muy compleja y daría lugar a un sistema de ecuaciones diferenciales parciales no lineales que describiría la transferencia de momento, calor y componentes, y con una función de excitación en forma de fórmula del denominado caos determinista (burbujeo de argón). Sobre la base del diagrama del modelo de la caldera de vertido y de los cursos de concentración, se precisa un modelo lineal simplificado físicamente adecuado, que describe el comportamiento de la concentración de acero en la caldera de vertido durante su burbujeo.

INTRODUCCION

El artículo presentado anteriormente "Physical Modeling of Bath Homogenisation in Argon Stirred Ladle" (Modelización física de la homogeneización del baño en una cuchara con agitación de argón) estuvo dedicado a los resultados de la investigación del comportamiento del baño en el modelo de cuchara durante su burbujeo de gas argón realizado por uno o dos elementos de concentración situados en el fondo de la cuchara. El estudio se llevó a cabo utilizando el método de modelización física en un modelo a escala de 1 a 10. El desarrollo de los procesos de homogeneización tras el inicio del burbujeo se evaluó sobre la base de la conductividad eléctrica y el cambio de temperatura, que se midió en tres puntos del volumen de la cuchara mediante sensores de conductividad y temperatura.

Se comprobó que la tasa de homogeneización en la cuchara de acero depende significativamente del flujo volumétrico de argón. Para determinar el flujo óptimo de argón se obtuvo el método matemático del proceso de identificación.

DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA DE LOS PROCESOS EN EL BURBUJEO DE ARGÓN

Era conveniente crear un modelo físico-matemático (físicamente adecuado) para los cursos temporales medidos durante las concentraciones de sustancias trazadoras en el modelo físico de cuchara de colada (PL) que se producían el burbujeo de argón en el acero.

Descripcion de la situacion

En la figura 1 se muestra una representación esquemática de la situación durante el burbujeo de argón en el baño en el modelo de cuchara de colada de acero (mLP).

Las burbujas de argón fluyen desde el elemento agitador situado excéntricamente (P) en el fondo de la mLP a caudal volumétrico constante (q). Interrumpen" la capa de concentración enriquecida y agua coloreada con espesor (h_k) y se produce una mezcla gradual de líquido enriquecido y claro (acero, agua).