Zpracováni tekuté oceli v licí pánvi je v současné době nezbytnou podmínkou pro další zvyšování její jakosti. Dmýchání inertního plynu přes svisle ponořenou trysku či přes porézní tvárnici umístěnou ve dně pánve umožňuje ocel homogenizovat, a to jak teplotně, tak i koncentračně, napomáhá vyplouvání nekovových vměstků, vede i k mírnému snížení rozpuštěných plynů a v neposlední řadě může intenzifikovat metalurgické reakce na mezifázovém rozhraní struska-kov.
K pochopení a optimalizaci procesů homogenizace a procesů reakcí mezi struskou a kovem využíváme na naší katedře metodu fyzikálního a numerického modelování pomocí SW ANSYS Fluent. Máme k dispozici fyzikální model licí pánve včetně půdních dmyšných elementů v geometrickém měřítku 1:9 vzhledem k reálné provozní 180 t pánvi. Model je vybaven hmotnostními průtokoměry, měřící a registrační technikou a možnosti vizualizace. Na tomto modelu je možné pomocí fyzikálního modelování simulovat homogenizační procesy v licí pánvi a také se zabývat studiem přechodových procesů mezi kovem a struskou.
Sestava fyzikálního modelu licí pánve.
Vizualizace homogenizace lázně v modelu licí pánve.
Zápis změn koncentrace KCl ve třech měřených místech lázně v modelu licí pánve po zahájení dmýchání argonu dmýchacím elementem.
Vizualizace přechodových jevů mezi struskou a kovem v modelu licí pánve.
Výsledky numerických simulací znázorňující vektory rychlostí proudění taveniny, koncentrační pole a teplotní pole v licí pánvi během dmýchání argonu.
Proudění argonu
Proudění argonu při ústí výlevky licí pánve v průběhu odlévání oceli do ingotů bylo modelováno v CFD programu ANSYS Fluent. Cílem modelování bylo zmapovat účinnost ochrany licího proudu před sekundární oxidací dmýcháním argonu přes mezikruží výlevky a zhodnotit rovnoměrnost výtoku Ar přes výstupní štěrbinu pláště výlevky.
Čelní pohled na výstup argonu a zobrazení charakteru proudění argonu pomocí vektorů rychlosti.