Effect of casting flow rate on steel flow phenomena in tundish

Efecto del caudal de fundición en los fenómenos de flujo de acero en la artesa de distribuidor

El artículo presenta los resultados de la simulación numérica del flujo y la mezcla de acero en una artesa de colada real de dos ramales en una acería polaca. En el calculo se probaron diferentes caudales de colada. Se analizaron teniendo en cuenta su influencia en las condiciones hidrodinámicas que se producen en el reactor. Se extrajo el código AnsysFluent para la simulación numérica del flujo de acero turbulento 3D en la artesa de colada para condiciones estacionarias y transitorias. Como resultado del cálculo se obtendrán los campos de velocidad espacial y la intensidad de la turbulencia del acero. La investigación se complementó con la distribución del tiempo de residencia, típica de los cálculos analizados. Basándose en las curvas F, se estimó la cinética de mezcla del acero.

INTRODUCCION

La artesa de colada, como elemento de la máquina CC, desempeña un papel importante en el proceso tecnológico de la fundición de acero. En la industria se aplican muchas soluciones tecnologicas de construccion de artesa de colada. Se caracterizan por la geometría individual, el tonelaje y la cantidad de salidas [1-7].

El objetivo de utilizar una artesa de colada es garantizar el flujo continuo de acero líquido al molde durante el cambio de la siguiente cuchara principal. Además, el artesa se ha convertido en la unidad metalúrgica activa en la que se realizan muchas, por ejemplo, el control de la temperatura, el nivel de inclusiones no metálicas o la corrección fi nal de la composición química del acero líquido. El objetivo de este tratamiento es garantizar la máxima pureza y calidad del acero. El factor clave de la operación realizada en una artesa de colada es controlar el flujo de acero líquido a través de ella. Por ello, es muy importante conocer mejor la estructura de dicho flujo.

El flujo de acero en el espacio de trabajo de una artesa de colada suele estar regulado. Se utilizan muchos dispositivos de control del flujo. Tienen una influencia significativa en las condiciones hidrodinámicas del acero. Por lo tanto, la estructura del flujo, la distribución de la temperatura y las condiciones de mezcla del acero varían según el tipo de artesa de colada. Otros factores, como la cantidad de acero que puede encontrarse en el espacio de trabajo [5,8] y el caudal de acero fundido [9-10], también pueden influir en las condiciones hidrodinámicas.

La investigación en modelización (física y numérica) se utiliza habitualmente para analizar (conocer mejor) los fenómenos que ocurren en los reactores aplicados en la metalurgia del acero y de los metales no férreos [1-7,11-14].

Los resultados presentados de las simulaciones numéricas se aplican al análisis del flujo y la mezcla de acero en la artesa de colada real que funciona en acerías pulidas. En los cálculos se probaron diferentes caudales de colada (utilizados habitualmente en el proceso tecnológico).