Simulation study on influence of exothermic riser on ingot solidification

Estudio de simulación de la influencia del elevador exotérmico en la solidificación de lingotes

En este trabajo se estudia mediante simulación numérica el efecto de las bandas exotérmicas en la solidificación del lingote. A través del estudio, se concluye que la combustión de las bandas exotérmicas retrasa la solidificación del acero en la banda, y el tiempo de solidificación aumenta significativamente, extendiéndose alrededor de 8 143 / s. En la última etapa de solidificación, la isoterma de temperatura del lingote es más suave que la del lingote común, haciendo que el ángulo del frente de solidificación sea mayor, lo que favorece la alimentación. La contracción del lingote con elevador de calor es mejor que la del lingote común. La contracción por encima del 10% del lingote casi no se encuentra en el lingote con elevador exotérmico, y la contracción del lingote se concentra principalmente por encima de la línea del elevador. Y, obviamente, mejora la calidad interna del lingote.

INTRODUCCIÓN

El tubo ascendente exotérmico es un tubo ascendente con un compuesto exotérmico. El compuesto exotérmico en el elevador reacciona y libera calor mediante el calentamiento del metal líquido [1]. El calor hace que el metal líquido se mantenga a alta temperatura, y el metal líquido se conserva durante mucho tiempo en estado líquido [2]. De este modo, se reduce el tamaño del tubo ascendente, se ahorra metal y se obtienen ventajas técnicas evidentes [3].

Las ventajas del tubo ascendente exotérmico [4], incluyen la amplia y simple fuente de material, precio barato, fácil de fabricar, reduciendo en gran medida el tamaño del tubo ascendente, mejorando el rendimiento del proceso de acero, reduciendo eficazmente la probabilidad del defecto.

En este trabajo se estudia mediante simulación numérica el efecto del elevador exotérmico en la solidificación del lingote.

ESTABLECIMIENTO DEL MODELO MATEMÁTICO

Modelo geométrico y partición de la malla

En este trabajo se simula el proceso de solidificación de un lingote plano de 11 toneladas. El modelo geométrico se muestra en la Figura 1.

La partición de la malla del modelo se muestra en la figura 2. El número de nodos de la malla es de 84 842 y el número de elementos tetraédricos es de 401 458.

Ecuación de gobierno y establecimiento de las condiciones de simulación