Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27
UDK 621.74.047 Mathematical modeling solved the problem of modeling the motion of convective flows of the melt in single-flow tundish used in modern metallurgical micro-plants.For comparative evaluation of metal receiver designs from the point of view of the refining effect, an element simulating th...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/45 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Репозитарії
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-45 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-06-22T09:06:46Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
металургійний мікро-завод машина безперервного розливання сталі проміжний ківш металоприймач гідродинамічна картина неметалеві включення |
| spellingShingle |
металургійний мікро-завод машина безперервного розливання сталі проміжний ківш металоприймач гідродинамічна картина неметалеві включення Верзілов, О. П. Смірнов, О. М. Семірягін, С. В. Семенко, А. Ю. Смірнов, Ю. О. Куліш, Ю. Ю. Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| topic_facet |
металургійний мікро-завод машина безперервного розливання сталі проміжний ківш металоприймач гідродинамічна картина неметалеві включення metallurgical micro-mill continuous casting machine tundish metal receiver hydrodynamic pattern non-metallic inclusions |
| format |
Article |
| author |
Верзілов, О. П. Смірнов, О. М. Семірягін, С. В. Семенко, А. Ю. Смірнов, Ю. О. Куліш, Ю. Ю. |
| author_facet |
Верзілов, О. П. Смірнов, О. М. Семірягін, С. В. Семенко, А. Ю. Смірнов, Ю. О. Куліш, Ю. Ю. |
| author_sort |
Верзілов, О. П. |
| title |
Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| title_short |
Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| title_full |
Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| title_fullStr |
Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| title_full_unstemmed |
Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| title_sort |
математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: processy litʹâ, 2021, tom 143, №1, p.19-27 |
| title_alt |
Mathematical modeling of the motion of convective flows of the melt in a single-flow tundish of a modern micro-plant while providing a refining effect: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 |
| description |
UDK 621.74.047
Mathematical modeling solved the problem of modeling the motion of convective flows of the melt in single-flow tundish used in modern metallurgical micro-plants.For comparative evaluation of metal receiver designs from the point of view of the refining effect, an element simulating the motion of non-metallic inclusions was added to the developed model of convective flow in the tundish. The number, size, and density of non-metallic inclusions were set as the initial data. The introduction of non-metallic inclusions in the liquid bath of the tundish was carried out through a protective tube directly into the incoming portions of the metal. The number of non-metallic inclusions was 120 units. The main dimensions of non-metallic inclusions: 25 μm – 30 units, 50 μm – 30 units, 100 μm – 30 units, 150 μm – 30 units. It is established that the maximum refining effect is achieved when using a metal receiver with beveled side walls towards the nearest narrow wall of the tundish and which has no board. Such design features and method of installation provide a rational for the emergence of non-metallic inclusions trajectory of circulating flows. Despite this, the optimal in the opinion of the authors is the design of the metal receiver with beveled side walls in the direction of the nearest narrow wall of the tundish which has a board. It has a second indicator of the efficiency of removal of inclusions at the level of 87.5 %, but the nature of the flow in the tundish when using it is more optimal. This is due to the fact that the flows coming out of the metal of the receiver are partially extinguished by its structural protrusion - the board, which provides less impact on the lining of the nearest narrow wall of the tundish. Also, by reducing the height of the metal board of the receiver to the range of 20-30 mm, it is possible to increase the efficiency of removal of non-metallic inclusions by more than 90%. At simultaneous use of the metal receiver and a threshold favorable conditions for the prevailing movement of streams of metal in the top part of a liquid bath are created. Due to this, favorable conditions are provided for the emergence and assimilation of non-metallic inclusions by cover slag. It is found that the preferred location of the threshold is a distance of approximately 1/3 of the distance between the axis of the glass-dispenser and the axis of the jet falling from the steel ladle from the side of the glass-dispenser. With this mutual arrangement of the threshold and the metal receiver, the efficiency of removal of inclusions from the tundish is 97.5 %. This figure is the maximum for all studied options. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/45 |
| work_keys_str_mv |
AT verzílovop mathematicalmodelingofthemotionofconvectiveflowsofthemeltinasingleflowtundishofamodernmicroplantwhileprovidingarefiningeffectprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT smírnovom mathematicalmodelingofthemotionofconvectiveflowsofthemeltinasingleflowtundishofamodernmicroplantwhileprovidingarefiningeffectprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT semírâgínsv mathematicalmodelingofthemotionofconvectiveflowsofthemeltinasingleflowtundishofamodernmicroplantwhileprovidingarefiningeffectprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT semenkoaû mathematicalmodelingofthemotionofconvectiveflowsofthemeltinasingleflowtundishofamodernmicroplantwhileprovidingarefiningeffectprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT smírnovûo mathematicalmodelingofthemotionofconvectiveflowsofthemeltinasingleflowtundishofamodernmicroplantwhileprovidingarefiningeffectprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT kulíšûû mathematicalmodelingofthemotionofconvectiveflowsofthemeltinasingleflowtundishofamodernmicroplantwhileprovidingarefiningeffectprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT verzílovop matematičnemodelûvannâruhukonvektivnihpotokívrozplavuvodnostrumkovomupromížnomukovšísučasnogomíkrozavoduprizabezpečennírafínuûčogoefektuprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT smírnovom matematičnemodelûvannâruhukonvektivnihpotokívrozplavuvodnostrumkovomupromížnomukovšísučasnogomíkrozavoduprizabezpečennírafínuûčogoefektuprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT semírâgínsv matematičnemodelûvannâruhukonvektivnihpotokívrozplavuvodnostrumkovomupromížnomukovšísučasnogomíkrozavoduprizabezpečennírafínuûčogoefektuprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT semenkoaû matematičnemodelûvannâruhukonvektivnihpotokívrozplavuvodnostrumkovomupromížnomukovšísučasnogomíkrozavoduprizabezpečennírafínuûčogoefektuprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT smírnovûo matematičnemodelûvannâruhukonvektivnihpotokívrozplavuvodnostrumkovomupromížnomukovšísučasnogomíkrozavoduprizabezpečennírafínuûčogoefektuprocessylitʹa2021tom1431p1927 AT kulíšûû matematičnemodelûvannâruhukonvektivnihpotokívrozplavuvodnostrumkovomupromížnomukovšísučasnogomíkrozavoduprizabezpečennírafínuûčogoefektuprocessylitʹa2021tom1431p1927 |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:38Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:38Z |
| _version_ |
1850424281458016256 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-452023-06-22T09:06:46Z Mathematical modeling of the motion of convective flows of the melt in a single-flow tundish of a modern micro-plant while providing a refining effect: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 Математичне моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумковому проміжному ковші сучасного мікро-заводу при забезпеченні рафінуючого ефекту: Processy litʹâ, 2021, Tom 143, №1, p.19-27 Верзілов, О. П. Смірнов, О. М. Семірягін, С. В. Семенко, А. Ю. Смірнов, Ю. О. Куліш, Ю. Ю. металургійний мікро-завод машина безперервного розливання сталі проміжний ківш металоприймач гідродинамічна картина неметалеві включення metallurgical micro-mill continuous casting machine tundish metal receiver hydrodynamic pattern non-metallic inclusions UDK 621.74.047 Mathematical modeling solved the problem of modeling the motion of convective flows of the melt in single-flow tundish used in modern metallurgical micro-plants.For comparative evaluation of metal receiver designs from the point of view of the refining effect, an element simulating the motion of non-metallic inclusions was added to the developed model of convective flow in the tundish. The number, size, and density of non-metallic inclusions were set as the initial data. The introduction of non-metallic inclusions in the liquid bath of the tundish was carried out through a protective tube directly into the incoming portions of the metal. The number of non-metallic inclusions was 120 units. The main dimensions of non-metallic inclusions: 25 μm – 30 units, 50 μm – 30 units, 100 μm – 30 units, 150 μm – 30 units. It is established that the maximum refining effect is achieved when using a metal receiver with beveled side walls towards the nearest narrow wall of the tundish and which has no board. Such design features and method of installation provide a rational for the emergence of non-metallic inclusions trajectory of circulating flows. Despite this, the optimal in the opinion of the authors is the design of the metal receiver with beveled side walls in the direction of the nearest narrow wall of the tundish which has a board. It has a second indicator of the efficiency of removal of inclusions at the level of 87.5 %, but the nature of the flow in the tundish when using it is more optimal. This is due to the fact that the flows coming out of the metal of the receiver are partially extinguished by its structural protrusion - the board, which provides less impact on the lining of the nearest narrow wall of the tundish. Also, by reducing the height of the metal board of the receiver to the range of 20-30 mm, it is possible to increase the efficiency of removal of non-metallic inclusions by more than 90%. At simultaneous use of the metal receiver and a threshold favorable conditions for the prevailing movement of streams of metal in the top part of a liquid bath are created. Due to this, favorable conditions are provided for the emergence and assimilation of non-metallic inclusions by cover slag. It is found that the preferred location of the threshold is a distance of approximately 1/3 of the distance between the axis of the glass-dispenser and the axis of the jet falling from the steel ladle from the side of the glass-dispenser. With this mutual arrangement of the threshold and the metal receiver, the efficiency of removal of inclusions from the tundish is 97.5 %. This figure is the maximum for all studied options. УДК 621.74.047 Засобами математичного моделювання вирішувалося завдання моделювання руху конвективних потоків розплаву в однострумкових проміжних ковшах, що використовуються на сучасних металургійних мікро-заводах. Для порівняльної оцінки конструкцій металоприймачів з точки зору рафінуючого ефекту в розроблену модель руху конвективних потоків в проміжному ковші додано елемент, що імітує рух неметалевих включень. При цьому в якості вихідних даних задавалися, кількість, розміри і щільність неметалевих включень. Введення неметалевих включень в рідку ванну проміжного ковша здійснювалося через захисну трубу безпосередньо в порції металу, що надходили. Кількість неметалевих включень становила 120 одиниць. Основні розміри неметалевих включень: 25 мкм - 30 одиниць, 50 мкм - 30 одиниць, 100 мкм - 30 одиниць, 150 мкм - 30 одиниць. Встановлено, що максимальний рафінуючий ефект досягається при застосуванні металоприймача зі скошеними бічними стінками в бік найближчої вузької стінки проміжного ковша і який не має борту. Такі конструктивні особливості і спосіб установки забезпечують раціональну для спливання неметалевих включень траєкторію руху циркуляційних потоків. Незважаючи на це, оптимальною на погляд авторів є конструкція металоприймача зі скошеними бічними стінками в бік найближчої вузької стінки проміжного ковша, яка має борт. Вона має другий показник ефективності видалення включень на рівні 87,5 % ,однак характер руху потоків в проміжному ковші при його використанні є більш оптимальним. Це пояснюється тим, що потоки, які виходять з металоприймача частково гасяться його конструктивним виступом - бортом, що забезпечує менший вплив на футеровку найближчої вузької стінки проміжного ковша. Також при зменшенні висоти борту металоприймача до діапазону 20-30 мм вдається підвищити ефективність видалення неметалевих включень більше, ніж 90 %. При одночасному застосуванні металлоприймача і порога створюються сприятливі умови для переважного руху потоків металу в верхній частині рідкої ванни. За рахунок цього забезпечуються сприятливі умови для спливання і асиміляції неметалевих включень покривним шлаком. Встановлено, що кращим розташуванням порога є відстань, що становить приблизно 1/3 від відстані між віссю стакана-дозатора і віссю падаючого із сталерозливного ковша струменя з боку стаканадозатора. При такому взаємному розташуванні порога і металоприймача ефективність видалення включень з проміжного ковша становить 97,5 %. Такий показник є максимальним для всіх досліджуваних варіантів. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2021-02-26 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/45 10.15407/plit2021.01.019 Casting processes; Casting processes №1 (143) 2021; 19-27 Процеси лиття; Процеси лиття №1 (143) 2021; 19-27 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/45/46 Авторське право (c) 2021 О. П. Верзілов, О. М. Смірнов, С. В Семірягін*, А. Ю. Семенко, Ю. О. Смірнов, Ю. Ю. Куліш https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |