بررسی تجربی و عددی جریان سیال و جداسازی آخال در تاندیش ریخته گری مداوم فولاد

در طی فرآیند ریخته‌گری مداوم فولاد، تاندیش آخرین عمل‌کننده متالورژیکی است که در آن فرصتی برای حذف ناخالصی‌های موجود در مذاب فراهم خواهد شد. بنابراین بهبود پدیده‌های مربوط به جریان سیال در داخل تاندیش ریخته‌گری مداوم از جمله نوع الگوی جریان، افزایش مدت زمان ماندگاری آخال در تاندیش، کاهش حجم سیال راکد و همچنین افزایش جریان سیال در حال چرخش در تاندیش می‌تواند باعث بهبود فرآیند جداسازی آخال از مذاب و تهیه فولادی تمیز گردد. در این تحقیق با شبیه‌سازی عددی و تجربی، رفتار جریان در تاندیش ریخته‌گری مداوم فولاد مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. در روش عددی از نرم‌افزار فلوئنت جهت شبیه‌سازی جریان استفاده گردیده و در روش تجربی با ساخت تاندیشی از جنس شیشه با مقیاس 4:1 و شبیه‌سازی فیزیکی جریان سیال، تاثیر بکارگیری مانع در تاندیش، همچنین تغییر ارتفاع مذاب بر رفتار جریان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی‌ها نشان داده است که کاهش ارتفاع مذاب در تاندیش، سبب افزایش آخال جدا شده از مذاب گردیده و زمان ماندگاری آخال در تاندیش را افزایش می‌دهد. همچنین بکارگیری مانع در محل ورودی جریان به تاندیش همراه با مانع بلند در طرفین تاندیش، باعث بهبود الگوی جریان و افزایش آخال جدا شده از مذاب می‌گردد.

Experimental and Numerical Simulation of Fluid Flow and Inclusion Removal in the Steel Continuous Casting Tundish

During the steel continuous casting process, the tundish is the last metallurgical actuator in which there will be an opportunity for removal of impurities present in the melt. Therefore, improving of the fluid flow phenomena inside the tundish, including the type of fluid flow pattern, increasing of inclusion residence time in the tundish, decreasing of volume of stagnant fluid and increasing of fluid flow in the rotation, can improve the process of separation of the inclusion and absorbing them into slag and the preparation of clean steel. In the mathematical method, the FLUENT software is used and in the experimental method, by manufacturing of the glass tundish in 1:4 scale and molten flow physical simulation, the effect of applying the dam in the tundish, as well as the change in the height of the melt on the behavior of the flow has been investigated, and it has been determined that decreasing of the molten height in the tundish increases the separated inclusion from the molten and inclusion residence time in the tundish. Also, using the dam at the inlet nozzle with a tall dam on the sides of the tundish leads to the removal of the inclusion and improving the molten flow.