Numerical modeling of the influence subflux controller of turbulence on steel flow in the tundish

Modelización numérica de la influencia del controlador de subflujo de turbulencia en el flujo de acero en el distribuidor

En este artículo se presentan los resultados de la simulación por ordenador del flujo de acero en un distribuidor de dos toberas en forma de T. El distribuidor es simétrico con respecto al plano transversal. El distribuidor es simétrico con respecto al plano transversal. La capacidad nominal del distribuidor es de 7,5 Mg de acero líquido. Se utilizó el programa Fluent para resolver el modelo matemático del proceso de fundición de acero. En la simulación numérica para la modificación del flujo de acero en el distribuidor se utilizó un controlador de subflujo de turbulencia. Se probaron tres variantes de configuraciones del controlador de subflujo de turbulencia en el distribuidor. Como efecto de los cálculos matemáticos se han obtenido la velocidad del acero líquido, la intensidad de la turbulencia, la energía cinética turbulenta y las características de la distribución del tiempo de residencia (RTD).

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, las simulaciones numéricas se han convertido en parte integrante de la investigación sobre la optimización de la tecnología de colada continua de acero. El desarrollo dinámico de los códigos de cálculo y el aumento constante de la potencia de procesamiento de los ordenadores han proporcionado una excelente herramienta de trabajo. Gracias a ello, la modelización matemática permite comprender los procesos metalúrgicos hasta límites que antes no eran posibles. Las altas temperaturas reinantes en los equipos metalúrgicos restringen las investigaciones realizadas en instalaciones reales. En la actualidad se están llevando a cabo con éxito estudios numéricos sobre la hidrodinámica del flujo de acero en artesas de colada. Su objetivo es optimizar el espacio de trabajo de las instalaciones. Esto se asocia con el equipamiento adicional del distribuidor con dispositivos de control de flujo (presas, controladores de subflujo de turbulencia). Sin embargo, interferir en el espacio de trabajo de la artesa supondrá un cambio en las condiciones de funcionamiento de toda la máquina de colada continua (CCM). Por lo tanto, cualquier modificación que se proponga en el equipamiento del artesa debe estar respaldada por estudios. Para ello se utilizan modelos físicos y numéricos [1-4]. Una variante comúnmente utilizada del equipamiento del espacio de trabajo de la artesa consiste en equipar la artesa con un controlador de subflujo de turbulencia. El controlador de subflujo de turbulencia ayuda a controlar el flujo de acero en la artesa de colada para mejorar el proceso de colada. El controlador de subflujo de turbulencia se coloca en la artesa de colada por debajo de la corriente de formación de la cuchara y crea un patrón de flujo que favorece la flotación por inclusión y el "flujo de tapón", ayudando así a la acería a producir un acero limpio.