بهینه سازی الگوی جریان مذاب در تاندیش فولادسازی به منظور تولید فولاد تمیز و ایجاد حداقل مقدار اختلاط

نویسنده

Materials Engineering, Isfahan University of Technology

چکیده

اساساً شرایط برای حذف بهتر ناخالصی?های غیر فلزی و همچنین کنترل اختلاط در تاندیش و کاهش مقدار اختلاط عمدتاً تابع نوع الگوی جریان سیال در تاندیش می باشد. در این رابطه نوع طراحی و شکل هندسی تاندیش از جمله موارد تأثیر گذار بر رفتار جریان مذاب در تاندیش می باشد. در این پژوهش برای دستیابی به یک تاندیش با ایجاد کمترین مقدار اختلاط و امکان بیشترین حذف ناخالصی، طراحی های مختلفی در نظر گرفته شده است. برای این منظور ابتدا با ترکیب سازی وسایل کنترل جریان مانند کاهنده اغتشاش (Turbo Stopper) ، موانع (weir)، سدها(dam) �و baffle حالتهای مختلفی برای ساختار داخلی تاندیش پیشنهاد شده است. برای تاندیش مورد نظر یک مدل ریاضی اختلاط طراحی، و پارامترهای آزاد مدل مربوط به هر یک از حالات در نظر گرفته شده، توسط یک سیستم مدل آبی با مقیاس یک-چهارم تاندیش واقعی کالیبره شده است. سپس با رسم منحنی?های توزیع زمان اقامت سیال(RTD) و پیش بینی های حاصل از مدل ریاضی،� مشخصه?های الگوی جریان سیال برای طرح?های مختلف، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در نهایت با مقایسه منحنی?های RTD مربوط به حالات مختلف، بهترین حالت برای تاندیش با امکان حذف بیشترین ناخالصی و ایجاد کمترین مقدار اختلاط در فولاد مذاب استفاده از کاهنده اغتشاش و یک جفت سد به عنوان یک طرح بهینه پیشنهاد شده است.�

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of fluid flow pattern of molten steel in the steelmaking tundish for clean steel production and optimum intermix amount

چکیده [English]

Principally, fluid flow pattern in the tundish has important character during the operational conditions such as removing non-metallic inclusions and mixing control. Type of design and geometrical shape of tundish are effective parameters on fluid flow pattern of molten steel in the tundish. In this research, different designing of tundish configuration are considered for achievement to a tundish configuration with optimization of intermix and removing inclusions. With combination of different fluid control devices such as: weir, dam, baffle and turbo stopper, different configuration are suggested for tundish. Furthermore, a mathematical mixing model is designed and free parameters of the model related to each configuration of tundish are determined by a physical model of tundish with one quarter of real scale. Then, residence time distribution curve of each configuration is plotted and characterization of fluid flow pattern is investigated by the mathematical model prediction results. With comparison of RTD curves of different tundish configuration, the best case for fluid flow pattern when is used turbo stopper with a pair of dams as both maximum flotation of inclusions and minimum amount of intermix are evidenced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tundish
  • Intermix
  • Non-metallic inclusions
  • Mixing model
  • Fluid control devices