Disolución de Elementos de Microaleación en un Horno de Metalurgia de Cucharón
Autores: Duruiheme, Ogochukwu Queeneth; Guo, Xipeng; Walla, Nicholas; Zhou, Chenn
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fusión
Elementos de microaleación
Fabricación de acero
Endurecimiento
Refinamiento de grano
Horno de metalurgia de colada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
La fusión industrial de elementos de microaleación en la fabricación de acero es imperativa para definir y optimizar ciertas propiedades del acero debido a sus efectos de fortalecimiento y refinamiento significativo de grano en cantidades mínimas. En esta investigación se exploran el cobre, el vanadio y el columbio para monitorear sus respectivos procesos de disolución en un horno de metalurgia de cuchara (LMF), con estudios paramétricos concisos sobre los efectos del número de tapones y las variaciones en las tasas de flujo de gas argón para la agitación. Para rastrear la desintegración de partículas en el baño fundido, se llevó a cabo un procesamiento numérico intrincado utilizando modelos matemáticos y para simular el proceso de mezcla; se combinaron modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) turbulentos multifásicos con una función definida por el usuario. Los hallazgos numéricos destacan la conexión entre el tiempo de mezcla y la inyección de gas, ya que la cantidad de tapones de agitación empleados y las tasas de flujo de gas afectan directamente la efectividad de la mezcla. La cantidad de partículas a inyectar y su tiempo total de inyección fueron validadas utilizando mediciones industriales; se logró una diferencia promedio del 9.9%. Con el fin de establecer la necesidad de una tasa de flujo excepcionalmente alta y reducir inevitablemente el desperdicio de recursos, se compararon tasas de flujo extremas para la agitación de gas con tasas de flujo de gas menores en cucharas de doble y simple tapón. Los resultados muestran que una cuchara de un solo tapón con una tasa de flujo de 0.85 m3/min y una cuchara de doble tapón con una tasa de flujo total de 1.13 m3/min tienen el mismo tiempo de mezcla de 5.6 min, que fue el más corto entre todos los escenarios.
Descripción
La fusión industrial de elementos de microaleación en la fabricación de acero es imperativa para definir y optimizar ciertas propiedades del acero debido a sus efectos de fortalecimiento y refinamiento significativo de grano en cantidades mínimas. En esta investigación se exploran el cobre, el vanadio y el columbio para monitorear sus respectivos procesos de disolución en un horno de metalurgia de cuchara (LMF), con estudios paramétricos concisos sobre los efectos del número de tapones y las variaciones en las tasas de flujo de gas argón para la agitación. Para rastrear la desintegración de partículas en el baño fundido, se llevó a cabo un procesamiento numérico intrincado utilizando modelos matemáticos y para simular el proceso de mezcla; se combinaron modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) turbulentos multifásicos con una función definida por el usuario. Los hallazgos numéricos destacan la conexión entre el tiempo de mezcla y la inyección de gas, ya que la cantidad de tapones de agitación empleados y las tasas de flujo de gas afectan directamente la efectividad de la mezcla. La cantidad de partículas a inyectar y su tiempo total de inyección fueron validadas utilizando mediciones industriales; se logró una diferencia promedio del 9.9%. Con el fin de establecer la necesidad de una tasa de flujo excepcionalmente alta y reducir inevitablemente el desperdicio de recursos, se compararon tasas de flujo extremas para la agitación de gas con tasas de flujo de gas menores en cucharas de doble y simple tapón. Los resultados muestran que una cuchara de un solo tapón con una tasa de flujo de 0.85 m3/min y una cuchara de doble tapón con una tasa de flujo total de 1.13 m3/min tienen el mismo tiempo de mezcla de 5.6 min, que fue el más corto entre todos los escenarios.