Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/doi/10.4322/2176-1523.1332
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

STUDY OF FLOW MODIFICATION AND INCLUSION REMOVAL IN SLAB TUNDISH DUE TO BOTTOM GAS INJECTION

ESTUDO DE MODIFICAÇÃO DE FLUXO E REMOÇÃO DE INCLUSÕES EM UM DISTRIBUIDOR DE LINGOTAMENTO DE PLACAS DEVIDO A INJEÇÃO DE GÁS PELO FUNDO

Silva, Heric Henrique Souza e; Silva, Carlos Antônio da; Silva, Itavahn Alves da; Barros Júnior, Antônio Gurgel

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Abstract

In order to quantify inclusion removal the role of flow pattern inside the tundish is assessed. Also mathematical models of inclusion separation including the influence of inclusion coalescence are discussed. This analysis suggest that as far as small size inclusions are concerned, operational parameters such as piston flow fraction are not important since for them the probability of separation is negligible. However, techniques such as gas curtains are to be considered for better inclusion control. Mathematical and physical modeling results are presented considering association of a porous dam and a ring shaped injection plug positioned around the strand. The results confirm the theoretical expectations as the flow modification, revealed by the mathematical simulation, allows the imprisonment of particles in the reactor and so the fraction of small inclusions leaving the tundish stays under 3% for the gas-assisted strand.

Keywords

Tundish, Inclusion removal, Fluid flow, Gas curtain.

Resumo

Com o intuito de quantificar o papel da remoção de inclusões, avalia-se o padrão de fluxo no interior do distribuidor.
Modelos matemáticos de separação de inclusão, incluindo a influência da coalescência de inclusões também são discutidos.
A presente análise sugere que no tocante a inclusões de pequenas dimensões, parâmetros operacionais como fração de
fluxo pistonado deixam de ser críticos, uma vez que a probabilidade de separação é desprezível. Entretanto, técnicas
como o uso de cortina de gás são relevantes para melhor controle do conteúdo de inclusão. Resultados de modelamento
físico e matemático são apresentados considerando a associação de uma barreira porosa e um plugue anelar de injeção
posicionado ao redor do veio. Os resultados confirmam as expectativas já que a modificação de fluxo, exposta pela
simulação matemática, permite que inclusões fiquem retidas no reator, registrando valores de saída abaixo de 3% no
caso do veio com aspersão de gás.

Palavras-chave

Distribuidor, Remoção de inclusão, Fluxo de fluido, Cortina de gás.

Referências

1 Levenspiel O. Chemical reaction engineering. 3. ed. New York: John Wiley & Sons; 1999

2 Tripathi A, Kumar A, Ajmani SK, Singh JB, Mahashabde VV. Numerical investigation of fluid flow and heat transfer phenomenon inside a single strand tundish of slab caster. Steel Research International. 2015;86:1558-1573.

3 Merder T. The influence of the shape of turbulence inhibitors on the hydrodynamic conditions occurring in a tundish. Archives of Metallurgy and Materials. 2013;58(4):111-117.

4 Cwudzinski A. Numerical, physical, and industrial experiments of liquid steel mixture in one strand slab tundish with flow control devices. Steel Research International. 2014;85(4):623-631.

5 Rogler J. Modeling of inclusion removal in a tundish by gas bubbling [dissertation]. Toronto: Ryerson University; 2004

6 Seshadri V, Silva CA, Silva I, Araújo ES Jr. A physical modelling study of inclusion removal in tundish using inert gas curtain. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2012;9(1):22-29.

7 Saffman PG, Turner JS. On the collision of drops in turbulent clouds. Journal of Fluid Mechanics. 1956;1(1):16-30.

8 Wolf MM. Slab caster tundish configuration and operation: a review. In: Proceedings of 79th Steel Making Conference; 1996 Mar 24-27; Pittsburg, U.S.A. Warrendale: The Iron & Steel Society; 1996. p. 367-381.

9 Sahai Y, Emi A. Criteria for water modeling of melt in continuous casting tundishes flow and inclusion removal. ISIJ International. 1996;39(9):1166-1173.

10 Mendonça AFG. Avaliação do efeito da injeção de gás sobre a flotação de inclusões em um distribuidor de lingotamento contínuo [dissertation]. Belo Horizonte: UFMG; 2016.

11 Zhong LC, Li LY, Wang B, Zhang L, Zhu LX, Zhang QF. Fluid flow behaviour in slab continuous casting tundish with different configurations of gas bubbling curtain. Ironmaking & Steelmaking. 2008;35(6):436-440.

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