Numeryczna symulacja roztapiania drutów aluminiowych wprowadzanych do ciekłej stali

Przedstawiono wyniki numerycznej symulacji roztapiania drutów aluminiowych wprowadzanych do ciekłej stali. Do obliczeń wykorzystano program Calco-MOS przeznaczony do symulacji ciągłego odlewania stali. Uznano, że proces ciągłego odlewania, czyli ciągłego krzepnięcia stali, jest odwrotny do procesu ciągłego roztapiania metalu, który ma miejsce podczas wprowadzania drutów do stali. W związku z tym program powinien dobrze modelować roztapianie drutów wprowadzanych do ciekłej stali. Właściwości termofizyczne niezbędne do obliczeń wyznaczono za pomocą programu JMatPro, a współczynnik wymiany ciepła między drutem, a warstwą zakrzepłej na nim stali wyznaczono eksperymentalnie korzystając z wyników doświadczeń laboratoryjnych i pomocniczego modelu numerycznego. Obliczenia wykonano dla drutów o średnicy 10 i 13 mm wprowadzanych do kadzi z różną prędkością w zakresie od 60 do 150 m/min w różnych temperaturach. Na tej podstawie wyznaczono czas i głębokość roztapiania się drutów w kadzi. Uzyskane wyniki porównano ze skutecznością odtleniania stali drutem aluminiowym, wprowadzanym do kadzi z różną prędkością w warunkach przemysłowych.

The results of numerical simulation of melting the aluminium wires introduced into liquid steel are presented. For calculations the CalcoMOS software designed for simulation of continuous casting of steel was used. It was assumed that the process of continuous casting - or continuous solidification of steel is opposite to the process of continuous melting of metal, which takes place during the introduction of aluminium wires into liquid steel. Thus, the program should model the melting of aluminium wires introduced into liquid steel. The thermo-physical properties necessary for calculations were determined using JMatPro program and the coefficient of heat transfer between the wire and the solid steel layer on it was determined using the results of laboratory experiences and the auxiliary numerical model. The calculations were made for wires with diameters of 10 and 13 mm introduced into the ladle with different speed varying from 60 to 150 m/min and at different temperatures. Based on this, the time and depth of wire melting in the ladle were determined. The obtained results were compared to the effectiveness of deoxidizing the steel with aluminium wire introduced into ladle with different speeds under the industrial conditions.