Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Marcin BIELNICKI"

Wpływ zanurzenia wylewu na strukturę przepływu ciekłej stali w krystalizatorze COS DOI:10.15199/24.2015.5.3


  W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących kształtowania się struktury hydrodynamicznej ciekłej stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich. Testowano trzy warianty głębokości zanurzenia wylewu. Na podstawie wykonanych symulacji numerycznych dokonano analizy struktury przepływu w zależności od położenia wylewu zanurzeniowego. Porównano rozkład wartości prędkości wzdłuż węższej ściany krystalizatora oraz wartości intensywności turbulencji poniżej poziomu menisku ciekłej stali. The paper presents the results of research on the liquid steel hydrodynamic structure formation in the continuous slab casting mold. Three variants of the nozzle submergence depth were tested. Based on the carried out numerical simulations, the structure of the liquid steel flow, depending on the position of the submerged entry nozzle, have been analyzed. The distribution of the velocity magnitudes along the narrow mold face and the turbulence intensity below level of liquid steel meniscus have been compared. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, krystalizator, wylew zanurzeniowy, symulacja numeryczna Key words: continuous casting, mold, submerged entry nozzle, numerical simulation.1. Wstęp. W procesie odlewania ciągłego ciekła stal dostarczana jest z kadzi pośredniej, przez wylew zanurzeniowy, do chłodzonego wodą krystalizatora. Struktura przepływu ciekłej stali w objętości roboczej krystalizatora ma zasadniczy wpływ na powodzenie całego procesu, a tym samym na jakość wyprodukowa- nego wlewka ciągłego. W przypadku krystalizatorów służących do odlewania wlewków płaskich optymalna struktura przepływu określana jest strukturą podwójnie zawirowanego przepływu (DRF - Double Roll Flow) (rys. 1) [1]. Kształtowanie się struktury hydrodynamicznej w krystalizatorze jest procesem złożonym i zależy od szeregu czynników, takich jak prędkości odlewania [2], rozwiązań konstrukcyjnych wylewu zanurzeniowego [3, 4], głębokości jego zanurzenia w kąpieli [...]

Ocena wpływu czynników technologicznych na zaciąganie ciekłego żużla w krystalizatorze na podstawie badań modelowych DOI:10.15199/24.2017.5.1


  W pracy dokonano oceny wpływu czynników technologicznych na za􀀐 ciąganie ciekłego żużla w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlew􀀐 ków płaskich. Badania miały formę badań modelowych, prowadzonych na modelu wodnym krystalizatora z wylewem zanurzeniowym, wyko􀀐 nanym w skali liniowej Sl = 0,4. Badano wpływ następujących czynni􀀐 ków na krytyczną prędkość odlewania: właściwości fizykochemicznych ciekłego żużla, grubości warstwy ciekłego żużla, głębokości zanurzenia wylewu oraz rodzaju zastosowanego wylewu zanurzeniowego. Na pod􀀐 stawie przeprowadzonych badań ustalono optymalne warunki odlewania dla dwóch wylewów zanurzeniowych różniących się między sobą geo􀀐 metrią otworów wylewowych. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, krystalizator, porywanie ciekłe􀀐 go żużla, modelowanie fizyczne, metoda Taguchi’ego.1. Wstęp. W procesie ciągłego odlewania (COS) ciekła stal transportowana jest z kadzi pośredniej do krystalizatora w przeważającej większości rozwiązań technologicznych przez wylew zanurzeniowy, którego głównymi zadania􀀐 mi są: ochrona strumienia ciekłego metalu przed utlenie􀀐 niem oraz odpowiednie ukierunkowanie ruchu ciekłej stali w krystalizatorze. W przypadku odlewania wlewków płaskich powszechnie stosuje się wylewy zanurzeniowe o dwóch otworach bocznych, które mają za zadanie utwo􀀐 rzenie korzystnej z punktu widzenia jakości odlewanego wlewka struktury hydrodynamicznej o nazwie Double Roll Flow, polegającej na formowaniu się dwóch stref recyr􀀐 kulacyjnych o przeciwnym kierunku ruchu. Pomimo stale powiększającej się wiedzy metalurgicznej i nieustannemu rozwojowi technologii COS "zaciąganie" ciekłego żużla krystalizatorowego w dalszym ciągu stanowi istotny pro􀀐 blem [9]. Zjawisko to jest bezpośrednio związane z hydro􀀐 dynamiką przepływu w górnym obszarze krystalizatora, w szczególności ze składową prędk[...]

Ocena asymetrii struktury przepływu ciekłej stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich - badania modelowe DOI:10.15199/24.2017.11.7


  Wstęp. Badaniom struktury przepływu stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich poświęca się dużo uwagi, ponieważ ma ona istotny wpływ na końcową jakość otrzymanego półwyrobu hutniczego [5, 6], może m.in. przyczyniać się do zanieczyszczenia wlewka na skutek zaciągania kropel ciekłego żużla krystalizatorowego w głąb ciekłej stali [4]. Optymalną strukturę przepływu stali w krystalizatorze współpracującym z dwuotworowym wylewem zanurzeniowym określa się jako Double Roll Flow [2]. Polega ona na formowaniu się w każdej połowie krystalizatora dwóch stref recyrkulacyjnych, różniących się między sobą kierunkiem przepływu. Symetria struktury przepływu w obydwu połowach krystalizatora jest istotna i pożądana m.in. z punktu widzenia równomierności odprowadzania ciepła i formowania naskórka o jednolitej grubości, co z kolei pozwala na ograniczenie ryzyka powstawania pęknięć. Liczne badania prowadzone na modelach wodnych [1, 3, 8, 9] oraz symulacje numeryczne [8, 9] dowiodły jednak, że struktura przepływu ciekłej stali w krystalizatorze jest zazwyczaj asymetryczna oraz podlega naprzemiennym fluktuacjom wraz z upływem czasu odlewania. Związane jest to bezpośrednio z turbulentnym i chaotycznym charakterem ruchu wewnątrz wylewu zanurzeniowego oraz w krystalizatorze, a także parametrami procesu odlewania, m.in. stopniem otwarcia zasuwy płytowej oraz zarastaniem wylewów zanurzeniowych. W niniejszej pracy dokonano analizy struktury przepływu ciekłej stali w krystalizatorze do odlewania wlewków płaskich, ze zwróceniem szczególnej uwagi na występowanie asymetrii przepływu, w zależności od prędkości odlewania, głębokości zanurzenia wylewu oraz położenia wylewu. Metodyka badań i stanowisko badawcze. Badania struktury przepływu ciekłej stali w krystalizatorze prowadzono w warunkach laboratoryjnych na modelu wodnym krystalizatora i wylewu zanurzeniowego. Modelowanie fizyczne jest powszechnie stosowaną metodą wizualizacji i an[...]

Ocena wpływu warunków odlewania stalowego wlewka ciągłego na zachowanie się wtrąceń niemetalicznych – modelowanie numeryczne DOI:D10.15199/24.2018.11.2


  Wstęp. Jednym z najistotniejszych wskaźników jakości odlewanych sposobem ciągłym wlewków stalowych jest ilość, wielkość, rozmieszczenie oraz kształt wtrąceń nieme􀀐 talicznych (WN). WN stanowią nieodzowny element cie􀀐 kłej stali i w zależności od źródła ich pochodzenia dzielą się na: WN typu endogenicznego, powstające w wyniku reakcji chemicznych na etapie procesu rafinacji ciekłej stali i modyfikacji WN (głównie tlenki, siarczki i azotki, takie jak: Al2O3, MnO, MnS, CaS, AlN) oraz WN typu egzo􀀐 nicznego, będące wynikiem wymywania wymurówki ogniotrwałej agregatów metalurgicznych oraz "zaciąga􀀐 nia" kropel ciekłego żużla [10, 14]. W związku z faktem, że właściwości fizykochemiczne WN różnią się istotnie od właściwości stalowej osnowy, obecność WN we wlewku w sposób znaczący wpływa na obniżenie własności mecha􀀐 nicznych wyrobu stalowego, takich jak: twardość, plastycz􀀐 ność czy wytrzymałość zmęczeniową. Inną, niekorzystną cechą WN jest skłonność do akumulowania się na ścianach wylewu osłonowego kadzi głównej [12] oraz wylewu za􀀐 nurzeniowego wprowadzanego do krystalizatora [9], co zaburza równomierny przepływ ciekłej stali oraz niekiedy wymusza postoje maszyny COS ze względu na koniecz􀀐 ność wymiany wylewu. Dlatego też wysiłki metalurgów i badaczy skupiają się na ograniczeniu powstawania no􀀐 wych wtrąceń, ich modyfikacji [6, 11] oraz usuwaniu wtrą􀀐 ceń już w stali istniejących poprzez ich asymilację przez żużel w: kadzi głównej [7], w kadzi pośredniej [1, 14] i w krystalizatorze [15] oraz poprzez zastosowanie filtrów ceramicznych [4]. Przyjmuje się, że właściwie dobrana technologia stalownicza pozwala na zmniejszenie począt􀀐 kowej zawartości WN o: 65-75% w kadzi głównej, 20-25% w kadzi pośredniej oraz 5-10% w krystalizatorze [16]. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu geometrii wylewu zanurzeniowego, prędkości odlewania, średn[...]

Symulacja numeryczna homogenizacji chemicznej ciekłej stali w łukowym piecu elektrycznym


  Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu homogenizacji chemicznej w objętości ciekłej stali. Badanym obiektem był piec elektryczny stosowany w stalowni. Symulację komputerową wykonano w programie Ansys-Fluent. Na podstawie wykonanych obliczeń otrzymano krzywe mieszania oraz obliczono czas mieszania dla poziomu 95% homogenizacji chemicznej. Results of numerical simulation of chemical homogenization process in liquid steel volume are presented. The test object was the electric furnace used in steelworks. Numerical simulation was performed in Ansys-Fluent. As results of the carried out computations, mixing curve and time mixing for level of 95 % chemical homogenization were prepared. Słowa kluczowe: łukowy piec elektryczny, symulacja numeryczna, dodatki stopowe, mieszanie ciekłej stali, homogenizacja chemiczna Key words: electric arc furnace, numerical simulation, alloy additions, mixing of liquid steel, chemical homogenization.1. Wstęp. Elektryczny piec łukowy jest, obok konwertora tlenowego, podstawowym agregatem metalurgicznym służącym do produkcji stali [1, 2]. Wraz z unowocześnieniem elektrycznych pieców łukowych, m.in. zastosowaniem wielofunkcyjnych palników paliwowo- -tlenowych [3], żużli syntetycznych [4], żużli spienionych [5] oraz alternatywnych źródeł żelaza, m.in. kompozytowego materiału syntikom [6], piec do elektrycznego procesu wytapiania stali stał się urządzeniem bardzo elastycznym i odgrywa znaczącą rolę w produkcji stali [3, 7]. Homogenizacja chemiczna kąpieli metalowej jest jednym z kluczowych parametrów mających wpływ na jakość końcową wyprodukowanego wlewka ciągłego, a w dalszym etapie, na jakość wyrobów otrzymanych na drodze przeróbki plastycznej. W stalownictwie nie- zwykle ważne jest dokładne określenie czasu niezbęd- nego do uzyskania wymaganego poziomu homoge- niczności. Dodatek stopowy wprowadzony do agregatu metalurgicznego rozprasza się w objętości ciekłej stali na drodze konwekcj[...]

Analiza ruchu ciekłej stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich


  W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej przepływu ciekłej stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków pła- skich. Testowano różne metody numeryczne rozwiązujące pola ciśnienia. Dla wybranego modelu matematycznego wykonano symulacje ruchu ciekłej stali dla dwóch przykładowych krystalizatorów. Na podstawie otrzymanych wyników zaprezentowano pola ruchu ciekłej stali w objętości roboczej krystalizatora. In this paper results of numerical simulation of liquid steel flow in continuous slab casting mold are presented. Different numerical methods for solving pressure fields were tested. For the selected mathematical model simulations of liquid steel motion in two exemplary continuous casting molds were performed. Based on the results, motion fields of liquid steel in working mold volume were presented. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, krystalizator, symulacja numeryczna, pole prędkości stali Key words: continuous casting of steel, mold, numerical simulation, steel velocity field.1. Wstęp. Ciągłe odlewanie stali jest wydajną i szybko rozwijającą się metodą produkcji wlewków stalowych. Jednym z kluczowych elementów wyposa- żenia urządzenia do odlewania wlewków metodą cią- głą jest krystalizator. Ruch ciekłej stali kształtuje takie zjawiska, jak m.in. transport pęcherzyków argonu [1] (wprowadzanego razem ze stalą do wylewu zanurze- niowego w celu uniknięcia lub ograniczenia zatykania bocznych otworów wylewowych), zachowanie wtrąceń niemetalicznych [2], zachowanie się menisku ciekłej stali i warstwy zasypki krystalizatorowej [3], warunki odprowadzania ciepła i grubość zakrzepniętego naskór- ka [4]. Widoczne na przestrzeni ostatnich lat dążenia do wzrostu wydajności stalowni przy jednoczesnej popra- wie jakości wytwarzanych wlewków wymusza stoso- wanie większych prędkości odlewania, co pociąga za sobą konieczność stosowania nowoczesnych rozwią- zań konstrukcyjnych, m.in. pól elektromagnetycznych [5] (zapewniają hamo[...]

Określenie prędkości powierzchniowej stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich DOI:10.15199/24.2016.5.2


  W pracy zaprezentowano wyniki badań dotyczących określenia prędkości powierzchniowej ciekłej stali w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich. Przeprowadzone badania miały formę badań przemysłowych oraz symulacji numerycznych, wykonanych z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania Ansys-Fluent®. Na podstawie uzyskanych wyników zaprezentowano wektorowe pole prędkości ciekłej stali w krystalizatorze oraz wykresy przedstawiające porównanie rozkładów wartości prędkości powierzchniowej (podmeniskowej) ciekłej stali na szerokości krystalizatora, uzyskanych w wyniku badań przemysłowych i symulacji numerycznych. The paper presents the results of studies concerning the evaluation of liquid steel surface velocity in continuous steel slabs casting mould. The carried out investigations took the form of plant research and numerical simulations, performed using commercial software Ansys-Fluent®. Basing on the obtained results,vector velocity field and diagrams showing the comparison of liquid steel surface (sub-meniscus) velocity distribution across the mould width, obtained as a result of plant measurements and numerical simulations. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, krystalizator, badania przemysłowe, symulacja numeryczna, prędkość powierzchniowa stali Key words: continuous casting, mould, plant measurements, numerical simulation, sub-meniscus liquid steel velocity.1. Wstęp. Podczas odlewania stali sposobem ciągłym, na powierzchnię metalu znajdującego się w krystalizatorze podawana jest zasypka ulegająca stopieniu, mająca na celu smarowanie powierzchni formującego się wlewka, asymilowanie części wtrąceń niemetalicznych znajdujących się w ciekłej stali, kontrolowanie intensywności wymiany ciepła, a także ochronę metalu przed utlenieniem w wyniku kontaktu z atmosferą [8, 9]. Zachowanie się granicy międzyfazowej utworzonej pomiędzy powstałym żużlem a ciekłym metalem zależy m.in. od własności fizykochemicznych obu tych f[...]

Badania przemysłowe oraz modelowanie matematyczne kształtowania się menisku stali i ciekłego żużla w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich DOI:10.15199/24.2016.11.4


  W pracy zaprezentowano wyniki badań przemysłowych, mających na celu analizę zachowania się warstwy ciekłego żużla pokrywającego powierzchnię swobodną ciekłej stali w krystalizatorze oraz kształtu menisku stali, w procesie ciągłego odlewania wlewków płaskich. Zastosowanie techniki pomiarowej „nail board measurements” pozwoliło na oszacowanie grubości warstwy ciekłego żużla w charakterystycznych obszarach krystalizatora. Dodatkowo przeprowadzono symulację numeryczną z wykorzystaniem komercyjnego kodu Ansys Fluent 15®, celem wizualizacji zachowania się warstwy ciekłego żużla i kształtu menisku stali w krystalizatorze w funkcji czasu.[...]

Badania przemysłowe oraz modelowanie matematyczne kształtowania się menisku stali i ciekłego żużla w krystalizatorze do ciągłego odlewania wlewków płaskich DOI:10.15199/24.2016.12.2


  W pracy zaprezentowano wyniki badań przemysłowych, mających na celu analizę zachowania się warstwy ciekłego żużla pokrywającego powierzchnię swobodną ciekłej stali w krystalizatorze oraz kształtu menisku stali, w procesie ciągłego odlewania wlewków płaskich. Zastosowanie techniki pomiarowej "nail board measurements" pozwoliło na oszacowanie grubości warstwy ciekłego żużla w charakterystycznych obszarach krystalizatora. Dodatkowo przeprowadzono symulację numeryczną z wykorzystaniem komercyjnego kodu Ansys Fluent 15®, celem wizualizacji zachowania się warstwy ciekłego żużla i kształtu menisku stali w krystalizatorze w funkcji czasu. The paper presents the results of industrial investigations, performed in order to analyze the behaviour of liquid slag layer, that covers liquid steel free surface in mould and the shape of steel meniscus, during continuous casting process of slabs. The use of measurement technology “nail board measurements" allowed for estimation of liquid slag layer thickness, in the chcracteristic spaces of mould. Additionally, a numerical simulation using a commercial code Ansys-Fluent® 15, in order to visualize the behavior of the liquid slag layer and the shape of the meniscus of steel in the mould as a function of time, was conducted. Słowa kluczowe: ciągłe odlewanie stali, krystalizator, badania przemysłowe, symulacja numeryczna, ciekły żużel Key words: continuous steel casting, mould, plant measurements, numerical simulation, liquid slag.1. Wstęp. Krystalizator jest ostatnim elementem maszyny COS, w którym możliwa jest poprawa czystości metalurgicznej odlewanego wlewka, np. w wyniku asymilacji wtrąceń niemetalicznych przez tworzący się na powierzchni ciekłej stali żużel. Od prawidłowego przebiegu skomplikowanych zjawisk takich, jak: ruch ciekłego metalu i faz w nim rozproszonych, proces krzepnięcia, smarowania powierzchni formującego się wlewka, w dużym stopniu zależy jakość wytworzonego półproduktu. N[...]

 Strona 1