Resumen

El artículo presenta los resultados del flujo y la mezcla de acero líquido en la artesa de fundición cuando se aplica un inhibidor de turbulencias para modernizar la zona de trabajo de la artesa. El flujo de la artesa de fundición continua de seis cordones de tipo artesa se investigó mediante modelización numérica. Para la modelización de la turbulencia se han utilizado la ecuación de Navier-Stokes promediada por Reynolds (RANS) y los métodos de simulación de grandes corrientes de Foucault (LES). Las simulaciones numéricas se han realizado con el código comercial de volumen finito AnsysFluent.

INTRODUCCIÓN

Los requisitos y normativas relativos a la pureza del acero producido aumentan constantemente, por lo que los modernos tundish empiezan a desempeñar un importante papel en los tratamientos de refinado, mejorando la calidad y pureza del acero fundido [1]. Uno de los factores importantes que afectan a la pureza del acero es el contenido de inclusiones no metálicas en el producto siderúrgico, incluidos su tamaño, cantidad, distribución, composición química y mineralogía. Dado que las inclusiones siguen el movimiento del acero líquido, es necesario analizar en detalle su estructura, que influye en el transporte y la separación de las inclusiones no metálicas [2-3].

También tiene un impacto significativo en el campo de flujo la construcción del espacio de trabajo del distribuidor [4]. El análisis de la estructura del flujo de acero líquido en el interior del distribuidor es difícil de realizar, debido principalmente a las altas temperaturas del proceso que tiene lugar en el distribuidor y a la opacidad visual del acero líquido. Estas limitaciones repercuten en el hecho de que los estudios experimentales se apoyen en gran medida en la modelización numérica [2, 4].

El estado actual de las técnicas de dinámica de fluidos computacional (CFD) permite calcular el flujo de fluidos en el distribuidor con una precisión satisfactoria. Esto se confirma por la buena concordancia entre los campos de flujo predichos matemáticamente y los medidos con el método láser-óptico realizado en modelos de agua [5].

Para modelar el flujo turbulento basado en la ecuación de Navier-Stokes promediada por Reynolds (RANS), se utilizan principalmente modelos k-ε estándar [6-8] o realizables [9]. Las simulaciones numéricas se llevan a cabo con el código comercial de volúmenes finitos AnsysFluent, que utiliza un método numérico basado en las ecuaciones de Navier-Stokes. En la actualidad, se utiliza ampliamente en el análisis exhaustivo de plantas comerciales. En el modelado numérico, la elección del modelo de turbulencia adecuado es crucial, ya que tiene un gran impacto en la estructura del flujo del fluido. En el análisis del flujo turbulento mediante el método RANS se obtienen los valores promediados.

• Materias:Fundición Acero líquido Modelado numérico
• Subjects:Casting Liquid steel Numerical modeling
• Palabras claves:Acero; Fundición continua; Tundish; Modelado numérico
• Keywords:Steel; Continuous Casting; Tundish; Numerical Modeling