Continuous Casting Tundish Dead Volume Study by Physical Modeling and Computational Investigation

中间包 连铸 体积热力学 物理模型 材料科学 铸造 冶金 机械工程 机械 工程类 热力学 岩土工程 物理
作者
Soumitra Kumar Dinda,D. Li,Fernando Guerra,Chad Cathcart,Mansoor Barati
出处
期刊:Steel Research International [Wiley]
标识
DOI:10.1002/srin.202400125
摘要

Flow efficiency in a two‐strand continuous casting tundish is studied by analyzing the residential time distribution (RTD) curves in a small‐scale tundish water model using a conductive NaCl solution tracer. The velocity fields in the tundish water model are measured by particle image velocimetry, which is used to validate the results of the mathematical model in the article. It is found that the tracer concentration has a significant impact on the predicted dead volume fraction in the RTD analysis. Validated mathematical modeling of the computational fluid dynamics (CFD) technology is performed to explore the root cause of the defective results in the RTD analysis. It is found that the flow inside the tundish is sensitive to density variations caused by the injected tracer. A denser tracer will stay lower in the tundish by gravity and flow out of the tundish more quickly. A proper tracer concentration in the water model experiments is discussed to visualize the dead volume and improve tundish furniture design efficiently for future work, a new method using CFD modeling is proposed in this article, which can directly demonstrate the dead volume's location.
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